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Mitteilungen der Fachgruppe
UmweltchemieundÖkotoxikologieGesellschaft Deutscher Chemiker
4/201218. Jahrgang, Dezember 2012 ISSN 1618-3258
Floodsearch: Hochwasser im Labormaßstab
Neue Antibiotika in der Umwelt
Bericht von der gemeinsamen Jahres-tagung mit der SETAC GLB vom10.-13. September in Leipzig
Kurz vorgestellt:Institut für Bodenkunde und Boden-erhaltung GießenFraunhofer Institut ITEMRLP AgroScience GmbH
Veranstaltungsankündigungen,Tagungsbericht, Kurznachrichtenund Personalia
Inhalt
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
Impressum
Mitteilungen der Fachgruppe Umweltchemie und
Ökotoxikologie
Herausgegeben von der Fachgruppe Umweltchemie und
Ökotoxikologie der Gesellschaft Deutscher Chemiker
www.gdch.de/umweltchemie
Redaktion:
Prof. Dr. Dr. Klaus Fischer Analytische und Ökologische Chemie FB VI – Geografie/ Geowissenschaften – Universität Trier Campus II, Behringstr. 21, D-54296 Trier Tel. und Fax: 0651/ 201-3617 Sekretariat: 0651/ 201-2243 E-Mail: [email protected] Abkürzung:
Mitt Umweltchem Ökotox Design/ Technische Umsetzung: Dr. Matthias Kudra, Universität Leipzig E-Mail: [email protected]
ISSN: 1618-3258
Das vorliegende Heft der Mitteilungen wurde sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Herausgeber, Autoren und Redakteure für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen sowie für eventuelle Druckfehler keine Haftung.
Titelbild:
Überreichung des Paul-Crutzen-Preises auf der Jahrestagung in Leipzig an Manabu Shiraiwa durch den Fachgruppenvorsitzenden, Prof. Andreas Schäffer
Originalbeiträge 88
92
M. Brinkmann et al.: Floodsearch: Hochwasser
im Labormaßstab J. Brünsing et al.: Neue Antibiotika in der Umwelt
– Erste Ergebnisse zur ökotoxischen Wirkung im Wasserkreislauf
FG-Beiträge in der ESEU 95
Bendt, Th. and Willing, A.: A new method to determine the anaerobic degradability of surfactants: the AnBUSDiC test
Aus der Fachgruppe 96
98
100
101
Gemeinsame Jahrestagung der SETAC-GLB und der GDCh-Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie am Umweltforschungszentrum in Leipzig, 10.-13. September 2012 – ein Kurzbericht Protokoll der Mitgliederversammlung am 12.09.12 im Rahmen der Jahrestagung in Leipzig Protokoll der Vorstandssitzung am 10. September 2012 im Rahmen der Jahrestagung in Leipzig Jahresbericht 2011 / 2012 des Arbeitskreises Chemikalienbewertung
102 Jahresbericht 2011/12 des Arbeitskreises Umwelt- monitoring
Kurz vorgestellt 104 105 107
Arbeitsgruppe Düring am Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung der Justus-Liebig-Universität Gießen Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM RLP AgroScience GmbH – Institut für Agrar-ökologie Abteilung Umweltchemie
Informationen
109 109 110 110 111 111
112
113 114 115 115 116 117 117
118
Veranstaltungsankündigungen
703. DECHEMA-Kolloquium: Spurenstoffe im Wasserkreislauf, 7.02.2013, Frankfurt am Main IsoG 2013 Environmental Geochemistry, 13.-15.03.2013, Warschau 2nd Int. Symposium on Green Chemistry, Renewable Carbon and Eco-Efficient Processes 21.-24.05.2013, La Rochelle, Frankreich 4th Int. Conference on Environmental Management, Engineering, Planning, and Economics (CEMEPE 2013) and SECOTOX Meeting, 24.-28.06.2013, Mykonos ICMGP - International Conference on Mercury as a Global Pollutant, 27.07.-2.08.2013, Edinburgh Gordon Research Conference: Atmospheric Che-mistry, 28.07.-2.08.2013, West Dover, VT,USA
Tagungsbericht
Tagungsbericht: UBA/NORMAN-Workshop „Environmental Monitoring of Biocides in Europe”
Kurznachrichten
Arsen in Lebensmitteln Charakterisierung von nanoskaligen Eigen-schaften chemischer Stoffe unter REACH UBA-Texte 37/2012: Uran in Boden und Wasser UBA-Texte 38/2012: Bestimmung von stoffbe-zogenen Umweltqualitätskriterien EEA Press Release: Many Europeans still exposed to harmful air pollutants UBA-Presseinformation Nr. 31/2012 vom 14.09.2012 UBA-Hintergrundpapier zu PAK Rezension
Walter Klöpffer: Verhalten und Abbau von Umweltchemikalien. 2. Auflage 2012. Wiley-VCH
Personalia 119 Geburtstage 1. Quartal 2013
87
Originalbeiträge
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Floodsearch: Hochwasser im Labormaßstab
Ökotoxikologie und Wasserbau arbeiten Hand in Hand bei der Hoch-
wasserfolgenbewertung
Markus Brinkmann
1 ([email protected]), Sebastian Hudjetz
1
([email protected]), Henning Herrmann1 ([email protected]),
Catrina Cofalla2 ([email protected]), Ulrike Kammann
3 ([email protected]), Markus Hecker
4
([email protected]), Holger Schüttrumpf2 ([email protected]), Andreas Schäffer
1
([email protected]), Henner Hollert1 ([email protected])
1 Institut für Umweltforschung, RWTH Aachen University, Aachen
2 Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen University, Aachen
3 Thünen-Institut für Fischereiökologie, Hamburg
4 School of the Environment and Sustainability & Toxicology Center, University of Saskatchewan, Saskatoon,
Kanada
Zusammenfassung
Kontaminierte Sedimente, die durch Hochwasser oder
Unterhaltungsbaggerungen resuspendiert werden, stellen
eine bedeutende Sekundärquelle für persistente Schadstoffe
in Fließgewässern dar. Die Risikobewertung von Sedimenten
ist daher eine zentrale Aufgabe für den Schutz der
aquatischen Umwelt, die mit einer Zunahme extremer
Hochwasser-ereignisse infolge des Klimawandels zusätzliche
Relevanz erhält. Einen wichtigen Ansatz zur Sediment-
bewertung bietet der Projektverbund Floodsearch, bei dem
hydrodynamische mit ökotoxikologischen Methoden
kombiniert werden. Im Zuge der Forschungsarbeiten wurde
eine experimentelle Methodik entwickelt, bei der ein Kreis-
gerinne zur Simulation von Hochwasserereignissen ver-
wendet 1 und Abb. 2).
Abb. 1: Konzeptionelle Gesamtübersicht der durchgeführten
experimentellen Arbeiten.
Hintergrund
Infolge extremer hydrodynamischer Ereignisse oder
anthropogener Aktivitäten, zum Beispiel Hochwasser bzw.
Baggertätigkeiten, kann es zur Resuspension von
Sedimenten in Fließgewässern kommen. Auch schadstoff-
behaftete Sedimente können so wieder in die Wassersäule
gelangen, die als sekundäre Schadstoffquelle Auswirkungen
auf aquatische Organismen haben können [1]. In den
vergangenen Jahrzehnten wurden zahlreiche experimentelle
und numerische Untersuchungen sowie in situ Messungen
zum Transport- und Erosionsverhalten von Sedimenten
durchgeführt. Weiterhin existiert eine Vielzahl von Unter-
suchungen, die sich mit den schädigenden Wirkungen von
kontaminierten Sedimenten auf die aquatische Umwelt
beschäftigen [2]. Derzeit ist jedoch nur wenig über die
Bedeutung der Sedimentdynamik in direkter Wechselwirkung
mit ökotoxikologischen Prozessen für das Toxizitätspotenzial
in Gewässern bekannt, insbesondere für die Relevanz von
kurzzeitigen Resuspensions-Ereignissen für Organismen in
aquatischen Ökosystemen. Im Sinne eines nachhaltigen
Sedimentmanagements im Einklang mit der europäischen
Wasserrahmenrichtlinie, sowie der europäischen Hoch-
wasserrisikomanagementrichtlinie muss es daher Ziel
interdisziplinärer Forschung sein, die ökotoxikologischen
Auswirkungen und das Risiko schadstoffbehafteter Sedimente
für aquatische Ökosysteme in Abhängigkeit von Hydro-
dynamik und Sedimentdynamik zu beschreiben und zu
bewerten. Dieses neu gewonnene Wissen soll helfen,
bestehende Regelwerke und Managementpläne anzupassen
und zu erweitern, sowie nachhaltige und kosteneffiziente
Maßnahmen im Umgang mit kontaminierten Sedimenten zu
entwickeln.Um dieses Ziel zu erreichen, wurde in dem hier
vorgestellten Projektverbund eine interdisziplinäre Methodik
entwickelt, bei der Wasserbauingenieure und Ökotoxikologen
gemeinsam die ökotoxikologische Relevanz resuspendierter
Sedimente unter Berücksichtigung ihres Erosions- und
88
Originalbeiträge
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
Transport-Verhaltens für charakteristische Strömungs-
Bedingungen untersuchen und beschreiben [3-4].
Das Projekt Floodsearch: Eine Machbarkeitsstudie
Im Rahmen einer ersten Machbarkeitsstudie im interdiszi-
plinären Projekt Floodsearch –gefördert durch die Exzellenz-
initiative des Bundes und der Länder – wurden zur Ab-
schätzung der Umweltauswirkungen resuspendierter, konta-
minierter Sedimente erstmals Methoden des Wasserbaus mit
ökotoxikologischen Untersuchungen in einem Kreisgerinne
(Abb.2), einem speziellen Versuchsstand zur Untersuchung
von Erosions- und Sedimentationsprozessen kombiniert [5].
Zu diesem Zweck wurden Regenbogenforellen (Oncor-
hynchus mykiss) unter simulierten Hochwasserverhältnissen
(5 Tage, DIN 4049-3 Hochwassergangline mit einer maxi-
malen Sohlschubspannung von 0,3 N m-2
) mit einem Kunst-
sediment (OECD 218) exponiert, das mit einer Mischung
verschiedener polyzyklischer aromatischer Kohlenwasser-
stoffe (PAK) in umweltrelevanten Konzentrationen dotiert
wurde. Ein Experiment ohne Sediment und ein weiteres mit
undotiertem Sediment wurden zur Beurteilung des Einflusses
der Strömungsverhältnisse bzw. des Schwebstoffes auf die
Tiere ebenfalls durchgeführt.
Abb. 2: Kreisgerinne am Institut für Wasserbau und Wasser-
wirtschaft der RWTH Aachen (Foto: Catrina Cofalla, aus Brinkmann et al. 2010)
Neben einer Batterie von Biomarkern zur Abschätzung der
toxikologischen Wirkungen auf die Tiere (hepatische Enzym-
aktivitäten von 7 Ethoxyresorufin-O-Deethylase (EROD),
Glutathion-S-Transferase (GST) und Katalase (CAT), Lipid-
peroxidation in Leberhomogenaten, Induktion von Mikronuklei
in peripheren Erythrozyten) wurden ebenfalls analytische
Methoden angewandt, um PAK-Metabolite in der
Gallenflüssigkeit exponierter Fische zu messen [6].
Die Exposition gegenüber kontaminierten Sedimenten
führte zu einer signifikanten Induktion der Mikrokernrate, die
positiv mit der Konzentration von 3 Hydroxybenzo[]pyren in
der Gallenflüssigkeit korrelierte – einem Metabolit des geno-
toxischen PAK Benzo[]pyren[7]. Weiterhin verursachte das
simulierte Hochwasserereignis oxidativen Stress (Lipidper-
oxidation), der überraschenderweise in der PAK-exponierten
Gruppe signifikant verringert war. Die Untersuchungen der
Enzymaktivitäten zeigten keine physiologischen Verände-
rungen an.
Die Machbarkeitsstudie konnte zeigen, dass Kreisgerinne
hervorragende experimentelle Möglichkeiten bieten, um
gekoppelte Erosions- und Expositionsstudien mit Sediment
und Fischen durchzuführen. Weiterhin wurde deutlich, dass
die relativ kurze Exposition von 5 Tagen gegenüber belas-
teten Sedimentsuspensionen während simulierter Hoch-
wasserereignisse relevante Effekte in Regenbogenforellen
verursachen kann. Jedoch zeigte sich auch deutlich, dass in
künftigen Studien belastete Freilandsedimente mit natürlich
gealterten Schadstoffrückständen eingesetzt werden sollten,
um die ökotoxikologischen Auswirkungen der Remobilisierung
von Schadstoffen im Hinblick auf eine integrierte
Gewässerbewirtschaftung im Sinne der EU-WRRL bewerten
zu können.
Das Nachfolgeprojekt Floodsearch II: Auf dem Weg ins
Freiland
Vorversuche zum Nachfolgeprojekt unter statischen
Bedingungen
Im Kontext der Untersuchungen im Kreisgerinne ist es von
entscheidender Bedeutung, die Kinetik der Schadstoff-
Aufnahme von suspendierten Sedimentpartikeln und der
resultierenden Effekte in den exponierten Fischen genau zu
verstehen. Aus diesem Grund wurden im Rahmen des
Nachfolgeprojekts Floodsearch II statische Expositionsexperi-
mente mit Regenbogenforellen durchgeführt, die die Planung
weiterer Experimente im Kreisgerinne voranbringen sollten
[8].
Im Gegensatz zur zuvor vorgestellten Machbarkeitsstudie
wurde nun ein natürliches und hervorragend charakterisiertes
Rheinsediment aus dem Hafen Ehrenbreitstein in Koblenz
verwendet, um die Übertragbarkeit auf Freilandverhältnisse
zu gewährleisten [9]. Das Sediment wurde mit der bereits in
Floodsearch verwendeten PAK- Mischung dotiert. Das
undotierte Sediment, sowie eine unbelastete Kontrolle wurden
ebenfalls untersucht. Die nominale Schwebstoffkonzentration
in den Experimenten betrug 10 g L-1
. Neben der verhältnis-
mäßig niedrigen Optimal-Temperatur für Regenbogenforellen
von 12 °C wurden die Tiere zusätzlich bei 24 °C – einer
Temperatur die an Sommertagen im Rhein in Folge des
Klimawandels und der Abwärmelast von Kraftwerken heutzu-
tage häufig überschritten wird – exponiert, um ein breites
Spektrum möglicher Auswirkungen abbilden zu können. Nach
1, 2, 4, 6, 8 und 12 Tagen Exposition wurden physikalisch-
chemische Parameter erfasst. Die Konzentrationen der
eingesetzten PAK im Schwebstoff wurden mittels GC/MS
bestimmt. In den exponierten Fischen (n=10 je Zeitpunkt)
wurden die bereits zuvor als sinnvoll identifizierten Biomarker
(Metabolite in Galle, EROD-Aktivität und Lipidperoxidation in
Lebergewebe, Mikrokerne in peripheren Erythrozyten)
untersucht.
89
Originalbeiträge
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Im Experiment mit dotiertem Schwebstoff nahmen die
Konzentrationen von Pyren und Phenanthren bei 12 °C mit
der Zeit exponentiell ab (Halbwertszeiten 18,6 bzw. 1,3 d),
während die Dissipation von Chrysen und Benzo[]pyren
weniger stetig verlief. Bei 24 °C erfolgte die Abnahme deutlich
rascher, mit Halbwertszeiten von 3,6 bzw. 0,7 d. Die Analyt-
Konzentrationen im undotierten Schwebstoff blieben im
Verlauf der Versuche bei beiden Temperaturen relativ stabil.
Die Konzentrationen der PAK-Metabolite in Fischgalle
waren nach Exposition mit dem undotierten Sediment im
Vergleich zu unbehandelten Fischen bereits signifikant er-
höht. Nach Exposition mit dem dotierten Sediment stiegen die
Konzentrationen von 1 Hydroxypyren und 1-Hydroxyphen-
anthren auf sehr hohe Maximalwerte von 144 bzw. 15 µg ml-1
bei 12°C und 166 bzw. 17 µg ml-1
bei 24°C an, gefolgt von
einer Quasi-Eliminationsphase durch die Dissipation der
Substanzen aus dem Schwebstoff. Während die Ausgangs-
konzentrationen von Pyren und Phenanthren im Schwebstoff
sich 4,5- bzw. 7-fach zwischen undotiertem und dotiertem
Schwebstoff unterschieden, waren die Unterschiede bzgl.
Aufnahme und Biotransformation deutlich höher: Für Pyren
120- und für Phenanthren 29-fach bei 12°C. Diese
drastischen Unterschiede bezüglich der Verfügbarkeit können
durch Alterungsprozesse der bereits in der Freilandprobe
enthaltenen PAK erklärt werden.
Dem Maximum der PAK-Metabolite folgte mit einer Latenz
von etwa zwei Tagen bei 24°C eine stark erhöhte Lipid-
peroxidation. Bei 12°C blieb die Reaktion aus, weshalb davon
ausgegangen werden kann, dass oxidativer Stress durch
Metabolismus der PAK erst in Kombination mit Temperatur-
stress auftritt. Bei 12°C folgte weitere zwei Tage später auch
eine signifikant erhöhte Mikrokernrate nach Exposition mit
dem dotierten im Vergleich zum undotierten Schwebstoff. Die
EROD-Aktivität im Lebergewebe zeigte erneut keine ein-
deutigen physiologischen Veränderungen an.
Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigten bereits unter
statischen Bedingungen eine komplexe Dynamik der Bio-
marker-Antworten in Regenbogenforellen, die durch ein
Kaskaden-artigen Verlauf beschrieben werden kann, in dem
die verschiedenen Maxima zeitlich versetzt aufeinander
folgten. Die Ergebnisse weiterer Biomarker-Untersuchungen
nach Exposition in simulierten Hochwasserereignissen sollten
daher stets vor diesem Hintergrund geprüft werden.
Hauptversuche im Kreisgerinne
Im Rahmen des noch laufenden Projektes Floodsearch II –
ebenfalls gefördert durch die Exzellenzinitiative des Bundes
und der Länder – sollen Erkenntnisse aus den vorherigen
Studien genutzt werden, um das Risiko und die Bioverfügbar-
keit der partikelgebundenen Schadstoffe auf aquatische Orga-
nismen unter realistischen hydrodynamischen Strömungs-
bedingungen und unter definierten Umweltbedingungen
abzuschätzen und auf diese Weise das Systemverständnis zu
erweitern. Der in der Machbarkeitsstudie erarbeitete inter-
disziplinäre Forschungsansatz wurde methodisch verfeinert:
Die automatische Mess- und Probenahmetechnik des
Gerinnes wurde erweitert und das Versuchsprogramm opti-
miert. Zur Steigerung der Aussagekraft weiterer Expositions-
experimente wurde die Dauer der Versuche im Kreisgerinne
von 5 auf 7 Tage erhöht. Zur Reduktion der Komplexität und
im Sinne der Vergleichbarkeit mit wasserbaulichen
Experimenten zur Sedimentstabilität wurde die Simulation der
vollständigen Hochwasserganglinie nach DIN 4049-3 durch
eine gestufte Erhöhung der Sohlschubspannung ersetzt.
Ein wesentlicher neuer Aspekt ist der Einsatz natürlicher
kohäsiver Sedimente unterschiedlichen Belastungsgrades
aus den Flüssen Mosel und Rhein (Abb. 3), die in enger
Kooperation mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde ent-
nommen wurden. Solche kohäsiven Feinsedimente können
aufgrund ihrer Oberflächeneigenschaften große Schadstoff-
mengen binden und stellen somit bei der Resuspension ein
besonders hohes Risiko für die aquatische Umwelt dar [10].
Abb. 3: Probenahme natürlicher Sedimente an der Mosel im
Rahmen des Projektes Floodsearch II.
Wie bereits in der Machbarkeitsstudie wird derzeit das
Erosions- und Sedimentationsverhalten in Abhängigkeit von
Strömungsgeschwindigkeit und Sohlschubspannung dieser
Sedimente experimentell im Kreisgerinne untersucht. Analog
werden Regenbogenforellen exponiert und biologische
Proben mit Hilfe der bewährten Biomarker-Batterie unter-
sucht. Sedimente und Schwebstoffproben, die während der
Versuche im Kreisgerinne gewonnen wurden, werden derzeit
chemisch-analytisch untersucht. Besonderes Interesse gilt
hierbei der Stoffgruppe der PAK. Als zusätzlicher Parameter
zur Beurteilung des Schädigungspotentials wird die freie
Verfügbarkeit dieser Substanzgruppe in der Wasserphase mit
Hilfe von Passivsammlern untersucht.
90
Originalbeiträge
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
Schlussfolgerung und Ausblick
Die Ergebnisse des Projektverbundes verdeutlichen die über-
geordnete Wichtigkeit von Studien unter realistischen
Expositionsbedingungen zur Einschätzung und Bewertung
von toxikologischen Hochwasserfolgen. Insbesondere der hier
vorgestellte interdisziplinäre Ansatz ist dabei erfolg-
versprechend und besitzt das Potenzial wichtige Beiträge für
das Management kontaminierter Sedimente zu liefern – auch
im Kontext der EU-WRRL.
Danksagung
Die Autoren dieses Beitrags bedanken sich beim Exploratory
Research Space (ERS) an der RWTH Aachen University für
die Bewilligung und Finanzierung des Projekts durch
Zuschüsse der Exzellenzinitiative des Bundes und der
Länder, sowie dem Deutschen Akademischen Austausch-
dienst (DAAD) und dem Undergraduate Research
Opportunities Program (UROP) für die Bereitstellung von
Reisemitteln.
Kurzlebenslauf: M.Sc. Markus Brinkmann
Der Autor dieses Artikels wurde auf der diesjährigen
gemeinsamen Jahrestagung der GDCh-Fachgruppe Umwelt-
chemie und Ökotoxikologie und der SETAC GLB mit dem
Preis für die beste Masterarbeit 2011 ausgezeichnet.
2006-2009: Studium der Biologie in Heidelberg, später
RWTH Aachen (B.Sc.)
2009-2011: Ökotoxikologie (M.Sc.) an der RWTH Aachen.
Beutreuer der Arbeit: Prof. Dr. Henner Hollert und Prof. Dr.
Andreas Schäffer
Seit 2012: Promotionsstudium und Wissenschaftlicher Mit-
arbeiter bei Prof. Hollert im Lehr- und Forschungsgebiet
Ökosystemanalyse, Institut für Umweltforschung, RWTH
Aachen
Literatur
[1] Hollert H, Haag I, Dürr M, Wetterauer B, Holtey-Weber R,
Kern U, Westrich B, Färber H, Erdinger L, Braunbeck T,
2003. Investigations of the ecotoxicological hazard
potential and risk of erosion of contaminated sediments in
lock-regulated rivers. Umweltwissenschaften und Schad-
stoffforschung 15:5-12.
[2] Wölz J, Fleig M, Schulze T, Maletz S, Lübcke-von Varel
U, Reifferscheid G, Kühlers D, Braunbeck T, Brack W,
Hollert H, 2010. Impact of contaminants bound to
suspended particulate matter in the context of flood
events. Journal of Soils and Sediments 10:1174-1185.
[3] Cofalla C, Hudjetz S, Roger S, Brinkmann M, Frings R,
Wölz J, Schmidt B, Schäffer A, Kammann U, Hecker M,
Hollert H, Schüttrumpf H., 2012. A combined hydraulic
and toxicological approach to assess re-suspended
sediments during simulated flood events - part II: an
interdisciplinary experimental methodology. Journal of
Soils and Sediments 12:429-442.
[4] Schüttrumpf H, Brinkmann M, Cofalla C, Frings R,
Gerbersdorf S, Hecker M, Hudjetz S, Kammann U,
Lennartz G, Roger S, Schäffer A, Hollert H., 2011. A new
approach to investigate the interactions between
sediment transport and ecotoxicological processes during
flood events. Environmental Sciences Europe 23:39.
[5] Wölz J, Cofalla C, Hudjetz S, Roger S, Brinkmann M,
Schmidt B, Schaffer A, Kammann U, Lennartz G, Hecker
M, Schüttrumpf H, Hollert H., 2009. In search for the
ecological and toxicological relevance of sediment re-
mobilisation and transport during flood events. Journal of
Soils and Sediments 9:1-5.
[6] Kammann U, 2007. PAH metabolites in bile fluids of dab
(Limanda limanda) and flounder (Platichthys flesus) -
spatial distribution and seasonal changes. Environmental
Science and Pollution Research 14:102-108.
[7] Brinkmann M, Hudjetz S, Cofalla C, Roger S, Kammann
U, Giesy JP, Hecker M, Wiseman S, Zhang X, Wölz J,
Schüttrumpf H, Hollert H., 2010. A combined hydraulic
and toxicological approach to assess re-suspended
sediments during simulated flood events. Part I - multiple
biomarkers in rainbow trout. Journal of Soils and
Sediments 10:1347-1361.
[8] Brinkmann M, Hudjetz S, Kammann U, Hennig M,
Kuckelkorn J, Chinoraks M, Cofalla C, Wiseman S, Giesy
JP, Schäffer A, Hecker M, Wölz J, Schüttrumpf H, Hollert
H, 2012. How flood events affect rainbow trout: Evidence
of a biomarker cascade in rainbow trout after exposure to
PAH contaminated sediment suspensions. Aquatic
Toxicology. Accepted for publication (minor revisions)
[9] Höss S, Ahlf W, Fahnenstrich C, Gilberg D, Hollert H,
Melbye K, Meller M, Hammers-Wirtz M, Heininger P,
Neumann-Hensel H, Ottermanns R, Ratte HT, Seiler TB,
Spira D, Weber J, Feiler U. 2010. Variability of sediment-
contact tests in freshwater sediments with low-level
anthropogenic contamination: Determination of toxicity
thresholds. Environmental Pollution 158:2999-3010.
[10] Gerbersdorf S, Hollert H, Brinkmann M, Wieprecht S,
Schüttrumpf H, Manz W., 2011. Anthropogenic pollutants
affect ecosystem services of freshwater sediments: the
need for a "triad plus x" approach. Journal of Soils and
Sediments 6:1099-1114.
Korrespondenzadresse:
Markus Brinkmann
Institut für Umweltforschung
RWTH Aachen
Worringerweg 1
52074 Aachen
Tel.: 0241 / 80-26686
E-Mail: [email protected]
91
Originalbeiträge
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Neue Antibiotika in der Umwelt –
Erste Ergebnisse zur ökotoxischen Wirkung im Wasserkreislauf
Jan Brünsing ([email protected]),Wolfgang Dott ([email protected]),
Institut für Hygiene und Umweltmedizin, RWTH Aachen; Henner Hollert
([email protected]), Institut für Umweltforschung, RWTH Aachen; Jana
Bressling ([email protected]), Institut für Siedlungswasserwirtschaft, RWTH Aachen
Zusammenfassung
Die Zunahme komplizierter Infektionen durch multi-resistente
Bakterien ist ein bekanntes Problem in der Medizin und hat
auch ökonomische Bedeutung. Die Folgen für die Umwelt
sind bisher allerdings kaum bekannt: Durch die starke
Inzidenzzunahme von schweren Infektionen mit multiresis-
tentem Staphylococcusaureus (MRSA), Vancomycin-
resistenten Enterokokken (VRE) und gramnegativen Bak-
terien mit Extended-spectrum Beta-Lactamase (ESBL) sind
ältere Antibiotika oft nicht mehr geeignete Therapeutika.
Diese ökotoxikologisch oft gut bekannten Substanzen werden
durch neue Wirkstoffe wie Daptomycin, Tigecyclin und
Linezolid abgelöst. Weitere Antibiotika mit breitem Spektrum
oder für spezielle Indikationen wie Piperacillin, Doripenem
und Rifaximin werden immer bedeutender. Der Einfluss dieser
neuen Substanzen auf die aquatische Umwelt ist jedoch völlig
unbekannt, obwohl deren Gebrauch in den kommenden
Jahrzehnten erheblich steigen könnte.
Erste ökotoxikologische Untersuchungen zeigen, dass
auch diese neuen Substanzen ähnliche Effektdosen besitzen,
die auch schon für Arzneistoffe ermittelt wurden, denen eine
Umweltrelevanz zugesprochen wird.
Potentielle Mikroschadstoffe sollten schon frühzeitig bei
Marktzulassung auf ihre Wirkungen untersucht werden, nicht
erst wenn erste Nachweise in Gewässern gelungen sind.
1 Einleitung
1.1 Wandel der Therapie-Regime
In allen Bereichen der modernen Medizin haben sich viele
Therapie-Regime in den letzten Jahren erheblich verändert.
Die Umweltwissenschaften scheinen diesen veränderten
Trends teilweise erst zu spät zu folgen: Beta-Blocker der
frühen 1980er wiederholt in umweltanalytischen und ökotoxi-
kologischen Studien zu evaluieren bringt keinen Vorteil, wenn
neue Patienten heute gemäß der aktuellen Leitlinien mit ACE-
Inhibitoren, AT1- oder Calciumantagonisten behandelt werden
(Aktorius, 2009).
Um dem möglichen Wandel der antibiotischen Therapie
von schweren und multiresistenten bakteriellen Infektionen
einen Schritt voraus zu sein, wurden für diese Arbeit gezielt
Antibiotika ausgewählt, die zwar aktuell aufgrund eines
geringen Verbrauchs keine Umweltrelevanz haben, diese
aber bei weiter zunehmender Resistenz-Problematik durch-
aus erlangen könnten.
1.2 Anstieg und Veränderungen des Antibiotika-
Gebrauchs
Bereits seit 1975 erfasst die Arbeitsgemeinschaft „Empfind-
lichkeitsprüfungen und Resistenz“ der Paul-Ehrlich-Gemein-
schaft (PEG) die Resistenzlage der bekannten klinisch
bedeutsamen Bakterienspezies wie Enterobacteriaceae,
Staphylokokken und Enterokokken in Mitteleuropa. Im
November 2001 wurden in den beteiligten Laboren mit
gleichen Methoden die Bakterien identifiziert und mittels
Mikrodilution nach DIN auf Empfindlichkeit gegenüber den
klinisch wichtigen Antibiotika getestet (Kresken et al., 2001).
Verglichen mit den Ergebnissen von 1998 fand sich erneut
eine weitere erhebliche Zunahme der Resistenz gegenüber
Antibiotika. Gegenüber dem Fluorchinolon Cirpofloxacin hat
sich die Zahl der resistenten Proben von 7,7% auf 14,5% fast
verdoppelt, Staphylococcusaureus ist nunmehr zu 22,7%
resistent (1998: 14,7%). Der Anstiegt von MRSA von 15,2%
(1998) auf 20,7% wurde schon im Jahr 2001 als kritisch
bewertet (Kresken, 2000; Kresken et al., 2001).
Als scheinbare „Antwort“ auf die stetig steigende Rate von
komplizierten, oft multi-resistenten Infektionen ist eine
deutliche Zunahme des Antibiotika-Verbrauchs vielfach
beschrieben worden (Abb. 1).
Abb. 1: Steigender Verbrauch der wichtigsten Wirkstoff-
klassen der Antibiotika zwischen 1991 und 2003 (nach: PEG, 2005)
Nicht nur im Aspekt einer nachhaltigen Krankenbehandlung
sondern vielmehr auch aus ökonomischen Gesichtspunkten
wird immer wieder die Frage gestellt in wie weit sich die
Erkrankungszahlen in Zukunft ändern werden, insbesondere
wenn Faktoren wie der demographische Wandel, die Zunah-
me von chronischen Leiden und Multimorbidität bei immer
Cephalosporine (+ 50%) Penicilline (+ 30%)
Fluorchinolone (+ 50%)
Makrolidantibiotika (+ 90%)
Carbapeneme (+ 300%) Glykopeptide (+ 300%)
1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 Jahr
Ein
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40
30
20
10
0
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Originalbeiträge
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
besserer Therapie in diese Rechnung einbezogen werden.
Bis zur Mitte des aktuellen Jahrhunderts wird zwar die
Bevölkerung im Vergleich zum Jahr 2005 um 16,6% auf etwa
68,7 Millionen Einwohner sinken, jedoch wird der Anteil von
alten und sehr alten Menschen weiter steigen.
Mit steigender Lebenserwartung steigt gleichermaßen
auch der Anteil an Jahren mit physischen Beeinträchtigungen.
(Doblhammer&Kytir, 1997; Jagger et al., 2009). Jeder fünfte
Patient zwischen 60 und 80 Jahren hat schon in der heutigen
Zeit mehr als fünf Hauptdiagnosen in seiner Karteikarte
(Wiesner & Bittner, 2005). Die in den Studien untersuchten
Erkrankungen wie Demenz, Diabetes oder der chronisch
obstruktiven Lungenerkrankung durch Rauchen (COPD) sind
natürlich nicht mit Antibiotika ursächlich behandelbar – viel-
mehr erhöhen diese Grunderkrankungen das Risiko für
bakterielle Infektionen, die dann wiederum mit Antibiosen
abgedeckt werden müssen.
Dem Trend zu neuen Antibiotika und dem Trend zur
Eskalation der antibiotischen Therapie generell soll Rechnung
getragen werden, in dem hier die im Folgenden vorgestellten
hochpotenten Substanzen ökotoxikologisch untersucht
werden.
2 Material und Methoden
2.1 Ausgewählte antibakterielle Wirkstoffe
Das im April 2006 in Deutschland erstmalig zugelassene
Daptomycin (Cubicin®) ist der erste Vertreter der neuen
Wirkstoffklasse der zyklischen Lipopetide (ZCT, 2006a). Die
Anwendung von Daptomycin ist in Deutschland für die
Behandlung Erwachsener mit komplizierten Haut- und Weich-
teilinfektionen angezeigt (Novartis, 2011). Daptomycin ist der
derzeit stärkste bakterizide Wirkstoff in der Humanmedizin.
Daptomycin wird in Deutschland in zwei Dosierungsgrößen
von 350 und 500 mg Pulver zur Herstellung einer Infusions-
lösung angeboten.
Tigecyclin (Tygacil®) ist ein Glycylcyclin, ein chemisch
verändertes Derivat der Tetracycline, das jedoch auch gegen
die typischerweise Tetracyclin-unempfindlichen Bakterien
wirksam ist (ZCT, 2006b). Patienten erhalten 100 mg Tige-
cyclin am Tag über einen venösen Zugang.
Als synthetischer Wirkstoff ist es der erste Vertreter der
neuen Wirkstoffklasse der Oxazolidinone (ZCT, 2001) das
Linezolid (Zyvoxid®) für diese Studie ausgesucht worden.
Auch Linezolid wird zweimal täglich intravenös verabreicht (2x
600 mg/die).
Neben den drei typischen Reserve-Antibiotika sind weiter-
hin das AcylureidopenicillinPiperacillin (Tazobac® u.a.) und
das CarbapenemDoripenem (Doribax®) ausgewählt worden.
Piperacillin ist schon mehrere Jahre auf dem Markt, kommt
aber in fester Kombination mit Tazobactam heute immer häu-
figer zum Einsatz. Carbapenemehaben ein besonders breites
Spektrum und werden aufgrund ihrer Wirksamkeit gegen
Pseudomonasaeroginosa immer öfter appliziert.
2.2 Ökotoxikologische Untersuchungen
Die Medikamente wurden über die Krankenhausapotheke des
Universitätsklinikums Aachen beschafft und immer nach Vor-
gaben der Hersteller zubereitet, als wenn sie für die Infusion
bestimmt gewesen wären. Es wurden Stammlösungen her-
gestellt, von denen für die einzelnen Anwendungen und Teste
entsprechende Spike entnommen werden konnten. Für alle
Verwendungen wurden die Stammlösungen maximal 1 Tag
im Kühlschrank bei 4°C gelagert, danach verworfen und nach
identischem Schema frisch hergestellt.
2.2.1 Algenwachstums-Hemmtest mit Desmodesmus-
subspicatus
Der Algentoxizitätstest wird abweichend von der Norm (DIN
38412-33, 1991, DIN EN ISO 8692, 2010) in 24 Well Mikro-
titerplatten durchgeführt. Testorganismus ist die einzellige
Grünalge Desmodesmussubspicatus CHODAT in Form einer
exponentiell wachsenden Kultur. Jede Verdünnung der
eingesetzten Antibiotika-Stammlösung, jede Kontrolle und
jeder Leerwert wird in 3 Parallelen bestimmt.
2.2.2 Daphnien-Immobilisationstest
Der Daphnientest wird nach DIN 34812-30 (1989) und DIN
EN ISO 6341 (2010) durchgeführt. Für diesen Toxizitätstest
werden Süßwasserkrebse der Art Daphnia magna STRAUS
eingesetzt, die aus einer drei bis vier Wochen alten Zucht
stammen. Als Maß für die Toxizität der Antibiotika gilt die
Schwimmunfähigkeit der Testtiere nach 24 h Exposition. Vor
und nach dem Test werden der pH-Wert und die Leitfähigkeit
bestimmt. Pro Ansatz werden 4 Parallelen mit jeweils 5 Tieren
für jede Verdünnungsstufe der eingesetzten Antibiotika-
Stammlösung sowie für die Kontrolle eingesetzt.
2.2.3 Lumineszenz-Hemmtest mit Vibriofischeri
Im Leuchtbakterientest wird die Hemmung der Lichtemission
des lumineszierenden Bakteriums Vibrio fischeri durch die
eingesetzten Antibiotika nach DIN EN ISO 11348-1 (1999)
bestimmt. Es werden frisch gezüchtete und in Schutzmedium
konservierte Bakterien verwendet. Maßgebliches Test-
kriterium ist die Abnahme der Lumineszenz nach einer
Expositionsdauer von 30 min.
2.2.4 Fischeitest mit Daniorerio
Der Fischeitest nach DIN 38415-6 (2001) und ISO 15088
(2007) ermöglicht eine Aussage über die subchronische
Toxizität der eingesetzten Antibiotika auf Sekundär-
konsumenten. Als Testmaterial dienen Eier des Zebra-
bärblings (Daniorerio Hamilton-Buchanan). Nach einer
Expositionszeit von 48 h gelten als Schädigung der Tod der
Embryonen, sowie definierte Störungen der Embryonal-
entwicklung, die zum Tod führen.
93
Originalbeiträge
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
2.2.5 Statistische Auswertung
Die Hemmwerte werden in den Tests nach dem jeweiligen
Standardverfahren bestimmt. Aus den erhaltenen sigmoidalen
Dosis-Wirkungsbeziehungen im Algen-, Daphnien- und
Leuchtbakterientest werden EC50 Werte mit Probitanalyse
berechnet. Die gewonnenen Rohdaten im Fischeitest werden
als LC50-Werte mit variabler Steigung bestimmt.
3 Ergebnisse
Die Ergebnisse der ökotoxikologischen Untersuchungen sind
als EC50- bzw LC50-Werte in Form eines Balkendiagramms
dargestellt (Abb. 2). Ein Wirkstoff ist dabei umso toxischer, je
kleiner der EC50- bzw. LC50-Wert für den jeweiligen Biotest ist.
Wird für die untersuchten Antibiotika keine Hemmung und
somit keine ökotoxische Wirkung ermittelt, liegen die EC/LC50-
Werte oberhalb der maximal einsetzbaren Konzentration in
den jeweiligen Biotests.
Abb. 2: EC/LC50-Werte [mg/L] mit 95%-Konfidenz-Intervallen
der untersuchten Antibiotika-Stammlösungen in den aqua-tischen Ökotoxizitätstests
4 Schlussfolgerungen
Im Hinblick, dass die modernen Antibiotika zumindest aktuell
hauptsächlich in Industrieländern zum Einsatz kommen, ist
davon auszugehen, dass die meisten Ausscheidungen der
damit behandelten Patienten in kommunalen Kläranalagen
behandelt werden. Die ökotoxikologischen Untersuchungen
wurden mit den Ausgangssubstanzen durchgeführt, da mit
Ausnahme des Linezolid immer der größere Teil nicht
metabolisiert vom Patienten ausgeschieden wird. Alle
getesteten Antibiotika zeigten in mindestens einem Biotest
eine relevante Wirkung in Konzentrationsbereichen, in denen
auch gängige, bereits als umweltrelevant eingestufte
Arzneistoffe Effekte gezeigt haben.
Zur Entwicklung der Inzidenz von bakteriellen Infektionen
ist festzuhalten, dass die Zahl älterer Menschen zunehmen
wird, die vor allem auch mit der einhergehenden Multi-
morbidität eine erhöhte Empfänglichkeit für bakterielle Infek-
tionen und Hospitalisation haben. Weiterhin ist der Trend der
stetigen Zunahme der multiresistenten Infektionen in
Deutschland bisher ungebrochen. Es ist daher durchaus
wahrscheinlich, dass die aktuellen Reserve-Antibiotika und
Wirkstoffe mit besonders potentem und breitem Wirkspektrum
im Verbrauch steigen werden.
Die neuen Substanzen sollten schon jetzt genau beo-
bachtet werden, und nicht erst dann in ein Umwelt-Monitoring
einbezogen werden, wenn erste Nachweise in Grund- und
Oberflächengewässern gelungen sind.
Untersuchungen zur biologischen Abbaubarkeit sowie
genotoxikologische Untersuchungen laufen zurzeit. Weiterhin
werden die Effekte und die Effizienz erweiterter Oxidations-
verfahren (AOP) für die Entfernung der Antibiotika aus
Kläranlagen-Nachläufen aktuell untersucht.
Literatur
Aktorius, K., Förstermann, U., Hofmann, B.F., Starke, K. (2009). Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie: Elsevier. DIN 34812-30 (1989):Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung, Test-verfahren mit Wasserorganismen (Gruppe L), Bestimmung der nicht akut giftigen Wirkung von Abwasser gegenüber Daphnien über Verdünnungsstufen (L 30). Deutsches Institut für Normung e.V., Beuth Verlag GmbH, Berlin DIN 38412-33(1991): Deutsche Einheitsverfahren zur Was-ser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung, Bestimmung der nicht giftigen Wirkung von Abwasser gegenüber Grünalgen (Scenedesmus-Chlorophyll-Fluoreszenztest) über Verdün-nungsstufen (L 33). Deutsches Institut für Normung e.V., Beuth Verlag GmbH, Berlin DIN 38415-6 (2001):Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung, Suborganismische Testverfahren (Gruppe T), Teil 6: Giftigkeit gegenüber Fischen, Bestimmung der nicht akut giftigen Wirkung von Abwasser auf die Entwicklung von Fischeiern über Verdünnungsstufen (T 6). Deutsches Institut für Normung e.V., Beuth Verlag GmbH, Berlin DIN EN ISO 6341 (2010): Wasserbeschaffenheit - Bestimmung der Hemmung der Beweglichkeit von Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) - Akuter Toxizitäts-Test (ISO/DIS 6341:2010); Deutsche Fassung prEN ISO 6341:2010. Deutsches Institut für Normung e.V., Beuth Verlag GmbH, Berlin DIN EN ISO 8692 (2010):Wasserbeschaffenheit - Süßwasseralgen-Wachstumshemmtest mit einzelligen Grünalgen (ISO/DIS 8692:2010); Deutsche Fassung prEN ISO 8692:2010. Deutsches Institut für Normung e.V., Beuth Verlag GmbH, Berlin DIN EN ISO 11348-1 (1999):Wasserbeschaffenheit - Bestimmung der Hemmwirkung von Wasserproben auf die Lichtemission von Vibrio fischeri (Leuchtbakterientest) - Teil 1: Verfahren mit frisch gezüchteten Bakterien. Deutsches Institut für Normung e.V., Beuth Verlag GmbH, Berlin Doblhammer, G., & Kytir, J. (1997). „Kompression” oder „Expansion” der Morbidität? Trends in der Lebenserwartung älterer Menschen in guter Gesundheit 1978 bis 1998. Demographische Informationen, 71-79.
94
Originalbeiträge FG- Beiträge in der ESEU
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
ISO 15088 (2007):Water quality - Determination of the acute toxicity of waste water to zebrafish eggs (Daniorerio). International Organization for Standardization, Genf, Switzerland Jagger, C., Gillies, C., Moscone, F., Cambois, E., Van Oyen, H., Nusselder, W., &Robine, J. M. (2009). Inequalities in healthy life years in the 25 countries of the European Union in 2005: a cross-national meta-regression analysis. The Lancet, 372(9656), 2124-2131. Kresken, M., Hafner, D., Schmitz, F. J., & Wichelhaus, T. (2001). PEG-Resistenzstudie. Resistenzsituation bei klinisch wichtigen Infektionserregern gegenüber Antibiotika in Deutschland und im mitteleuropäischen Raum, Paul-Ehrlich-Gesellschaft für Chemotherapie eV. Kresken, M. (2000). Zeitliche Entwicklung der Chinolon-Resistenz bei klinisch wichtigen Bakterienspezies in Mitteleuropa - Ergebnisse der PEG Resistenzstudie -. [Powerpoint Presentation, online available] Retrieved from www-public.rz.uni-duesseldorf.de/~hafner/Chinolone_Homepage.ppt
Kresken, M., & Hafner, D. (2001). Resistenzsituation gegenuberChinolonen. Pharmazie in unserer Zeit, 30(5), 436-445. Novartis. (2011). Fachinformation Cubicin (Daptomycin). Nürnberg: Novartis Pharma. Pfizer (Hersteller). (2010). Zyvoxid® - Referenten Slide Kit 2012 [Präsentation] Wiesner, G., & Bittner, E. (2005). Zur Inzidenz und Prävalenz von Mehrfachkrankheiten in Deutschland. ArbeitsmedSozialmedUmweltmed, 40(9), 490-498. ZCT. (2001). Linezolid - erstes Antiinfektivum aus der Klasse der Oxazolidinone. Zeitschrift für Chemotherapie, 6. ZCT. (2006a). Daptomycin - eine neue Therapieoption bei Infektionen mit grampositiven (Problem-) Keimen. Zeitschrift für Chemotherapie, 4. ZCT. (2006b). Tigecyclin - ein neues Antibiotikum zur parenteralen Therapie. Zeitschrift für Chemotherapie, 3.
Korrespondenzadresse
Cand.med. Jan Brünsing, Dipl.-Geol.
Universitätsklinikum Aachen (RWTH Aachen)
Institut für Hygiene und Umweltmedizin
Pauwelsstrasse 30, D-52074 Aachen
Tel.: 0241 / 80 88 206
Email: [email protected]
A new method to determine the anaerobic
degradability of surfactants:
the AnBUSDiC test
Thomas Bendt and Andreas Willing
Environmental Sciences Europe 2012, 24:38
doi:10.1186/2190-4715-24-38
Published: 29 November 2012
Abstract (provisional)
Background.
Surfactants are chemicals with a high production volume and
a wide dispersive use, i.e. surfactants have a high environ-
mental impact. Most commercial surfactants are aero-bically
biodegradable. Only a small fraction of the surfactants is not
aerobically broken down during the usual hydraulic retention
times of modern WWTPs. This fraction, due to the predo-
minantly hydrophobic nature of surfactants, adheres to the
sludge. The sludge is usually collected and further treated
under anaerobic conditions in digester tanks. Therefore, the
knowledge about anaerobic biodegradability under digester
tank conditions is important to gain an understanding about
the environmental fate of surfactants.
Results.
A new test method suited for the assessment of the anaerobic
bio-degradability of surfactant under sewage plant simulation
conditions is proposed. The test method foresees that an
accurately known amount of the test substance is added to
the sludge inoculum, and that the test substance is added in
two sequential steps to overcome possible interferences from
unspecific digester gas formation caused by the surface-
activity of the surfactant test substance. By measuring the
difference in the gas volumes produced in the sludge
inoculum plus test substance and the corresponding control
(sludge inoculum only) and converting the gas volumes to the
percentage degree of biodegradation, this test allows the
quantification of the anaerobic biodegradability of the test
substance.
Conclusions
Tests with commercial surfactants indicate that the newly
developed test method allows for a quantification of the
degradation of surfactants under conditions encountered in
the anaerobic digester tank of municipal waste water
treatment plants. The described test is particularly suitable for
the testing of surfactants, because the two-step design
overcomes any problems related to unspecific digester gas
formation caused by the surface-activity of the test
substances, therefore avoiding false positive results.
95
Aus der Fachgruppe
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Gemeinsame Jahrestagung der SETAC-GLB und der GDCh-Fachgruppe Umweltchemie und
Ökotoxikologie am Umweltforschungszentrum in Leipzig, 10.-13. September 2012 –
ein Kurzbericht
Stefanie Jäger, Dessau-Roßlau ([email protected]), Klaus Fischer, Trier ([email protected])
Vom 10.-13. September 2012 trafen sich mehr als 200
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen zur 5. gemein-
samen Jahrestagung der SETAC GLB und der GDCh
Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie am Helm-
holtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig, die unter
dem Motto „Erkennen, Untersuchen, Modellieren – Vom
Nutzen des Verstehens“ stand.
Nach Begrüßung durch die beiden Vorsitzenden Dr. Anja
Coors (SETAC GLB) und Prof. Dr. Andreas Schäffer (FG
Umweltchemie & Ökotoxikologie) sowie durch Prof. Dr. Gerrit
Schüürmann (UFZ Leipzig), trug Ministerialrat Dr. Hartmut J.
Steuff (Bundesministerium für Umwelt) in einem Plenarvortrag
zum Thema „Vom Datum zum Wissen – Aus der Schublade
ins Internet“ vor. Er verdeutlichte auf unterhaltsame Art und
Weise die Problematik im Bezug auf die Datenqualität, die
Aussagekraft von Daten und die Dateneinsicht. Damit werde
das Ziel verfolgt, dem gestiegenen Anspruch der Bürger auf
Datenerhalt genüge zu leisten. Den Bund bezeichnete er
metaphorisch als „König ohne Königreich“, da er selbst kaum
eigene Daten zum Umweltzustand erhebe und die Aufgabe
der Umweltüberwachung in die Hoheit der Bundesländer falle.
Außerdem betonte er die Wichtigkeit von Metadaten, ohne die
Rohdaten nicht interpretierbar wären.
Die folgenden Parallelsessions befassten sich u.a. mit
Monitoring, regulatorischen Fragestellungen rund um REACh,
Pflanzenschutzmittel und Biozide, Analysemethoden, etc.
Verschiedene Querbezüge zwischen den einzelnen
Themenbereichen wurden erkennbar. Naturgemäß ergab sich
eine enge Beziehung zwischen der Analysenmethoden-
entwicklung und dem Umweltmonitoring, wobei das Moni-
toring von Fließgewässern im Vordergrund stand. Hier
wurden einige Arbeiten zum Biomonitoring anhand
verschiedener Fischarten vorgestellt, bei denen Schadstoff-
transformationsprodukte berücksichtigt wurden. Deren
Vorhersage und Identifizierung war auch Gegenstand eines
Beitrags zur Gewässerbelastung durch Kläranlagenabläufe.
Der erste Veranstaltungstag fand in der Leipziger
Moritzbastei seinen Abschluss bei kulinarischen
Köstlichkeiten in mittelalterlichem Ambiente. Und die gute
Tradition, den Gesellschaftsabend mit Tanzen abzuschließen,
kam auch nicht zu kurz.
Der zweite Tag wurde mit einem Plenarvortrag von Prof. Dr.
Andrea Hartwig (Karlsruher Institut für Technologie) eröffnet,
der das Thema „Risikobewertung für Gefahrstoffe am Arbeits-
platz: Vorgehensweise und Konzeption der MAK-Kom-
mission“ adressierte. Ihr Vortrag erläuterte die innere Struktur
und Arbeitsweise der DFG-Kommission zur Festlegung von
maximalen Arbeitsplatzkonzentrationen. Aus toxikologischer
Sicht bildet bei Stoffen, die weder karzinogen, mutagen noch
reproduktionstoxisch sind, die Festlegung von „No observed
adverse effect levels (NOAEL)“ die entscheidende Richt-
größe, so dass bei guter Datenqualität MAK-Werte in der
Größenordnung von NOAEL-Werten festgelegt werden. Im
Anschluss fanden die Preisverleihungen der beiden Gesell-
schaften statt. Die SETAC GLB verlieh den Preis für die beste
Diplom- oder Masterarbeit an Markus Brinkmann (RWTH
Aachen). Der Titel der Arbeit lautet: „Aufnahme und Effekte
von partikelgebundenen polyzyklischen aromatischen Kohlen-
wasserstoffen (PAK) von dotierten Sedimentsuspensionen in
Regenbogenforellen“ (s.a. den Beitrag des Autors in diesem
Heft). Der Preis für die beste Doktorarbeit („Ozonierung von
Abwasser – eine ökotoxikologische Bewertung“) ging an Dr.
Mirco Bundschuh von der Universität Koblenz-Landau. Die
GDCh-Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie ver-
leiht jährlich einen Preis für die beste Publikation eines
Nachwuchswissenschaftlers. Dieser Preis wurde dieses Jahr
erstmalig in Würdigung des Atmosphärenchemikers und
Nobelpreisträgers Paul Crutzen als Paul-Crutzen-Preis
vergeben und ging an Dr. Manabu Shiraiwa (California
Institute of Technology, USA) für seine am Max-Planck-
Institut für Chemie in Mainz angefertigte Publikation „The role
of long-lived reactive oxygen intermediates in there in the
reaction of ozone with aerosol particles“, die 2011 in der
Zeitschrift „Nature Chemistry“ veröffentlicht wurde.
Die weiteren Vorträge deckten u.a. die Themen endokrine
Disruptoren, urbane Luftverschmutzungen, Nanopartikel und
Mischungstoxizität ab, was zeigt, dass das Tagungs-
programm auch dieses Jahr Forschungsbereiche einschloss,
die aktuell sehr stark in den Medien und im öffentlichen
Interesse vertreten sind. In den Sessions „Urbane Luft-
verschmutzung“ und „Aerosole und Atmosphäre“ wurden
mögliche Rückwirkungen des Klimawandels auf stoffliche
Eigenschaften der Atmosphäre und dort stattfindende
Schadstoffreaktionen diskutiert. Ein Gesichtspunkt bildete die
zu erwartende verstärkte Freisetzung biogener volatiler orga-
nischer Verbindungen und deren Beteiligung an der Ent-
stehung und den Reaktionen von organischen Aerosol-
partikeln.
Der letzte Veranstaltungstag schloss u.a. mit einem neuen
Thema ab, den sogenannten Infochemikalien. Darunter
versteht man allgemein Chemikalien, die Organismen durch
den Geruchssinn Informationen über ihre Umwelt vermitteln.
Das Spektrum von anthropogenen Substanzen, die unter
diese Definition fallen, ist vielfältig (u.a. Repellentien), ebenso
die Anzahl betroffener Organismen und ihre möglichen
Reaktionen. Noch steht man hier auf jeden Fall ganz am
Anfang der Forschung.
96
Aus der Fachgruppe
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
Gespräch an den Posterständen
Nach Ende des Vortragsprogrammes wurden die Preise für
die besten Vorträge und Poster der Nachwuchswissen-
schaftler vergeben:
Posterpreise:
1. Platz: Lisa Wiesner (Goethe-Universität Frankfurt a. Main)
2. Platz: Elisabeth Berger (Goethe-Universität Frankfurt am
Main)
3. Platz: Arnold Bahlmann (UFZ Leipzig)
Vortragspreise:
1. Platz: Matthias Schott (Justus-Liebig-Universität Gießen)
2. Platz: Carsten Prasse (Bundesanstalt für Gewässerkunde)
3. Platz: Raoul Wolf (Goethe-Universität Frankfurt a. Main)
Preisträger und Preisverleiher von links nach rechts: Ulrike Kammann, Anja Coors, Markus Brinkmann (beste Diplom-/Masterarbeit), Manabu Shiraiwa (Paul-Crutzen-Preis), Mirco Bundschuh (beste Doktorarbeit), Andreas Schäffer
Aufgefallen ist der große Anteil junger Wissenschaftler bei
dieser Tagung, der auch einen großen Teil der Vorträge
bestritten hat. Die Qualität dieser Vorträge war hervorragend
und macht eine aktive Beteiligung von Nachwuchs-
wissenschaftlern am Programm dieser Jahrestagungen zu
einer großen Bereicherung.
Den Gastgebern und dem lokalen Organisationsteam des
UFZ rund um Prof. Thorsten Reemtsma und Prof. Dr. Gerrit
Schüürmann ist für ihre Mühen und die reibungslose
Organisation zu danken.
Zur nächsten Jahrestagung der Fachgruppe Umweltchemie
und Ökotoxikologie lädt Prof. Dr. Peter Wiesen für den 30.
September bis 2. Oktober 2013 an die Universität Wuppertal
ein.
Ein ausführlicher Tagungsbericht wird in der „Environmental
Science Europe (ESEU)“ erscheinen.
97
Aus der Fachgruppe
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie
Protokoll der Mitgliederversammlung der GDCh-Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie
am 12. September 2012 im Rahmen der Jahrestagung in Leipzig
Teilnehmer vom Vorstand:
Christine Achten
Thorsten Reemtsma
Andreas Schäffer (Vorsitz)
Stefanie Jäger (Protokoll)
1. In Memoriam Dr. Thomas Knacker
Andreas Schäffer erinnert an unseren Vorstandskollegen
Thomas Knacker, dessen unerwarteter Tod 2011 sowohl
persönlich wie auch fachlich eine große Lücke in unserem
Vorstand hinterlassen hat.
2. Mitgliederstand und -entwicklung
Die Mitgliederzahlen verzeichnen einen leichten Anstieg.
Nach 5 Austritten und 34 Eintritten liegt die Zahl der Mitglieder
bei 865 (Stand 01.08.2012). Der große Anteil der Neueintritte
stammt aus der Gruppe der studentischen Mitglieder.
3. Finanzstatus
Nachdem 2011 keine Tagung stattgefunden hat, beläuft sich
der Finanzstatus auf 13818,54 €. Die Jahrestagung 2012 wird
keine positive Bilanz einbringen.
4. Aktivitäten des Vorstands
Andreas Schäffer stellt in Kürze die Aktivitäten des
Vorstandes der letzten 1,5 Jahre vor.
Der Internet-Auftritt der Fachgruppe ist auf die Seiten der
GDCh migriert worden und ist zu finden unter:
https://www.gdch.de/index.php?id=119
Herr Kudra hat den Inhalt überarbeitet und neu struktu-
riert. Änderungswünsche, Termine und Ankündigungen
bitte Herrn Kudra mitteilen ([email protected]).
Aufgrund der teilweise vorhandenen fachlichen Über-
schneidungen zwischen SETAC GLB und GDCH U&Ö,
haben beide Vorstände beschlossen, künftig mindestens
einmal pro Jahr eine gemeinsame Sitzung durchzuführen.
Christine Achten berichtet kurz vom Stand der Planungen
zur Etablierung eines Doktorandenseminars. Die erste
Veranstaltung ist für Herbst 2013 geplant. Es wird eine
Teilnehmerzahl von ca. 30 Personen angestrebt. Den
Doktoranden soll die Möglichkeit gegeben werden, sich in
ungezwungener Atmosphäre untereinander (ohne
wachsame Augen und Ohren von Professoren) über
Probleme auszutauschen, über den Tellerrand der
eigenen Forschung hinauszusehen und ggf. Koopera-
tionen zu initiieren.
Der Paul-Crutzen Preis wurde an den japanischen
Wissenschaftler Dr. ManabuShiraiwa verliehen. Der Preis
würdigt seine Veröffentlichung „The role of long-lived
reactive oxygen intermediates in the reaction of ozone
with aerosolparticles“, die 2011 in Nature Chemistry
publiziert wurde und Ergebnisse seiner Arbeiten am Max-
Planck-Institut für Chemie in Mainz zusammenfasst.
Der Arbeitskreis „Lehre und Forschung“ wurde aufgelöst.
Dem Arbeitskreis „Bodenchemie & Bodenökologie“ drohte
das gleiche Schicksal, er konnte aber unter dem neuen
Vorsitzenden Dieter Hennecke (Fraunhofer IME,
Schmallenberg) reaktiviert werden. Außerdem soll geprüft
werden, in die zukünftige Arbeit auch Sedimente mit
einzubeziehen.
Andreas Schäffer betont, dass der Vorstand sich darüber
im Klaren ist, dass bei der Erarbeitung von Positions-
papieren augenblicklicher starker Verbesserungsbedarf
besteht. Bei seiner Klausurtagung Anfang Dezember wird
der Vorstand über mögliche Themen und Inhalte
diskutieren (z.B. Mischungstoxizität, Persistenz, REACh:
Status und Bedarf, Hygiene und Ökotoxikologie)
5. ZukünftigeTagungen und Workshops
Vom 29.-30.11.2012 findet in Freiburg der Workshop
“Reactivity and mobility of pedogenic and artificial colloids
in soil” statt. Hierbei handelt es sich um eine gemeinsame
Veranstaltung der Deutschen Bodenkundlichen Gesell-
schaft und unserer Fachgruppe.
Jahrestagungen der Fachgruppe
- 2013: Universität Wuppertal
- 2014:Universität Gießen, gemeinsam mit SETAC GLB
- 2015: keine Jahrestagung, stattdessen findet die ICCE
am UFZ in Leipzig statt (20.-24. September 2015), an
deren Organisation sich die Fachgruppe beteiligt.
- 2016: vermutlich RWTH Aachen, gemeinsam mit
SETAC GLB
Internationale Tagungen:
- Die nächste ICCE wird vom 25.-28. Juni 2013 in
Barcelona stattfinden (www.icce2013.org)
- ICCE 2015: s.o.
98
Aus der Fachgruppe
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
6. Postgradualstudiengang Fachökotoxikologie (PGS)
Bis 2011 konnten 10 Studenten den Kurs erfolgreich ab-
schließen. Die Teilnehmerzahl lag 2011 bei 340. Der
Teilnehmerkreis setzt sich zu 35 % aus Industrie, 23 % öffent-
lichem Dienst, 22 % StudentInnen und 14 % KMUs zusam-
men. Die Einnahmen aus dem Kurs belaufen sich 2011 auf
11840 Euro.
Das aktuelle Kursangebot umfasst:
Statistik in der Ökotoxikologie
(i.d.R. jährlich, I. Jahreshälfte)
Regulatorische Ökotoxikologie (i.d.R. jährlich, IV. Quartal)
Molekulare Wirkmechanismen und Wirkungen auf die
Zelle (i.d.R. jährlich, IV.Quartal)
Ökologische Chemie (i.d.R. jährlich)
Aquatische Ökotoxikologie (i.d.R. jährlich, III. Quartal)
Grundlagen der Ökologie (alle 1-2 Jahre, III. Quartal)
Grundlagen der Toxikologie (i.d.R. jährlich, III. Quartal)
Biomonitoring und Strategien zur retrospektiven Bewer-
tung (alle 1-2 Jahre)
Terrestrische Ökotoxikologie (i.d.R. jährlich I.-II. Quartal)
Landschaftsmaßstab - Integrative Aspekte (i.d.R. jährlich
I.-II. Quartal)
Environmental Exposure Assessment (Pilotprojekt; wird
zwar unabhängig vom PGS durchgeführt, kann aber als
ein Kurs für das Curriculum der acht notwendigen PGS-
Kurse genutzt werden)
In Planung: Alternativmethoden in der Ökotoxikologie
(Prof. Braunbeck)
7. FG-Mitteilungsblatt und ESEU
Der Redakteur des FG-Mitteilungsblattes, Herr Fischer,
berichtete kurz über die Entwicklung der Zeitschrift. Demnach
konnten weiterhin interessante Originalbeiträge eingeworben
werden, doch andere Rubriken wie z.B. „Pro/Con“, Vorstel-
lung von abgeschlossenen Dissertationen, etc. werden seit
längerem nicht mehr bedient. Selbstinitiierte Beiträge von FG-
Mitgliedern sind äußerst selten genauso wie Anfragen zur
Inanspruchnahme des ESEU-Waiver-Kontingents.
Die anschließende Diskussion zeigte, dass weiter
Klärungsbedarf über die Rolle der Mitteilungen für die Fach-
gruppe vorhanden ist, auch, aber nicht nur, in Abgrenzung zur
ESEU. Die Existenz von Fachgruppen-Waivern für die ESEU
ist unter den Mitgliedern ebenfalls nach wie vor wenig be-
kannt. Herr Fischer erklärt, dass man für den Fall, dass man
einen solchen Waiver in Anspruch nehmen soll, ihn kontak-
tieren soll. Der Artikel wird dann mit dem Fachgruppenlogo
gekennzeichnet. Es wird gefragt, ob eine solche Kennzeich-
nung auch möglich ist, wenn alle Waiver für ein Jahr
vergriffen sind, der Autor aber dennoch unter dem Logo der
Fachgruppe veröffentlichen möchte. Der Vorstand wird sich in
seiner Klausurtagung vertieft den Themen Mitteilungsblatt und
ESEU widmen.
8. Berichte aus den Arbeitskreisen
Dieter Hennecke ließ sich entschuldigen und konnte nicht aus
dem AK Bodenchemie & Bodenökologie berichten.
Für die weiteren Arbeitskreise berichteten Prof. Dr. Hartmut
Herrmann (Atmosphärenchemie), Dr. Stefan Hahn i.V. für
Prof. Dr. Adolf Eisenträger (Chemikalienbewertung) und Dr.
Albrecht Paschke i.V. für Dr. Heinz Rüdel (Umweltmonitoring).
AK Atmosphärenchemie:
Herr Hermann berichtet von einer sehr aktiven Atmos-
phärenforschung in Deutschland, u.a. im außeruniversitären
Bereich und erheblichen Investitionen, die in diesem Bereich
getätigt wurden (z.B. Neubau in Mainz, HALO, Polarstern II,
Neubau der Chemie in Wuppertal, Neubauten in Leipzig bei
TROPOS …).
Der AK spiegelt den mehr chemisch und physiko-che-
misch orientierten Teil der Community wieder. Vertreten sind
die aktiven Universitäten (Wuppertal, Frankfurt, Stuttgart), die
Helmholtz-Zentren in Jülich und Karlsruhe, das MPI in Mainz
und TROPOS, sowie das UBA. Leider sind nicht alle Gruppen
sehr aktiv, was u.U. an der stark chemischen Ausrichtung
liegt.
Das letzte Treffen hat Ende 2011 stattgefunden. Ein
nächstes Treffen ist in Kürze geplant. Ein Rundschreiben an
junge Kollegen zur Motivierung und Anregung zur Mitarbeit
wurde verschickt. Außerdem wurde der Flyer des AKs er-
neuert.
Abgestimmte Publikationen aus dem AK und den
Schwestergremien finden sich in der ESEU1 (zur NOx-
Problematik, Uni Wuppertal) und in einem CIT-Sonderheft (zu
Ultrafeinstaub, TROPOS).
Größere internationale Initiativen zeigt die Uni Wuppertal
mit einem Deutsch-Chinesischen Workshop in Beijing Ende
2010 und einem Deutsch-indischem Workshop Ende 2011.
Eine gemeinsame Forschung wird geplant.
AK Umweltmonitoring:
Der AK hat momentan 15-20 aktive Mitglieder. Auf den ca. 2-
3 Sitzungen pro Jahr werden Fachvorträge präsentiert und
aktuelle Themen des AK diskutiert.
Zu verschiedenen Themen, beispielsweise dem Moni-
toring von Bioziden in Deutschland sowie zu Möglichkeiten
des Umweltmonitorings von Nanopartikeln, erarbeiten Mitglie-
der des AK eine Stellungnahme, die im November 2011 in
EnvironSci Europe publiziert wurde
(www.enveurope.com/content/pdf/2190-4715-23-35.pdf).
Die 2009 begonnene Beitragsserie „Chemical and Bio-
logical Environmental Monitoring“ (EnvironSciPollut Res)
umfasst ca. 15 Beiträge von AK-Mitgliedern. Eine Übersicht
findet sich unter folgendem Link:
https://www.gdch.de/index.php?id=1553
Der AK ist offen für weitere Mitglieder. Im August 2012
wurden ca. 60 Personen, die bei der GDCh als Interessenten
für die AK-Mitgliedschaft registriert sind, mit einer Infomail
angesprochen, um sie als aktive Mitglieder zu gewinnen.
99
Aus der Fachgruppe
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Die Neuwahlen des Vorstands stehen an. Herr Dr. Rüdel
(Fraunhofer IME), Herr Prof. Schröder (Hochschule Vechta)
und Herr Dr. von der Trenck (LUBW) stehen zur Wiederwahl.
Herr Prof. Wiesmüller sieht auf Grund gestiegener beruflicher
Verpflichtungen keine Möglichkeit mehr zur Wiederkandidatur.
Weitere Kandidaten sind willkommen.
AK Chemikalienbewertung:
Derzeit sind konstant etwa 20 Mitglieder im Arbeitskreis aktiv,
die sich aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern von
Universitäten und Forschungsinstituten, von Behörden sowie
aus der Chemischen Industrie und privatwirtschaftlichen
Unternehmen zusammensetzen. Der Arbeitskreis trifft sich
zweimal im Jahr und behandelt auf jeder Sitzung drei bis vier
Themen durch Vorträge und Diskussionen. Dabei werden die
Vorträge vornehmlich von den Mitgliedern des Arbeitskreises
getragen, es werden aber auch Experten für spezielle
Themen eingeladen. Ein fachlicher Austausch besteht mit
dem Arbeitskreis „Umweltmonitoring“.
Im Verlauf des letzten Jahres gab es ein Treffen im
Oktober 2011 beim Fraunhofer-Institut für Toxikologie und
experimentelle Medizin ITEM in Hannover (Schwerpunkt
Expositionsmodellierung), im März 2012 in der GDCh-
Geschäftsstelle in Frankfurt (Themen Umweltmedizin und
Verbundprojekt „RISK-IDENT“) sowie im Oktober 2012 bei
der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) in Osnabrück
(nachhaltige Pharmazie, Stipendienprogramme der DBU,
Nanomaterialien).
Im nächsten Jahr sind wieder zwei Treffen geplant.
Während der ersten Sitzung, die in Frankfurt stattfinden wird,
werden Neuwahlen der Arbeitskreisleitung durchgeführt.
9. Abschlussdiskussion
Am Ende wurde über die möglichen Ursachen für die sehr
geringe Teilnehmerzahl bei unseren Mitgliederversamm-
lungen diskutiert. Das Problem existiert so auf den Mitglieder-
versammlungen der SETAC GLB nicht. Als einer der mög-
lichen Gründe wurde angeführt, dass die umweltchemische
Ausrichtung unserer Fachgruppe gegenüber der eher öko-
toxikologischen Ausrichtung der SETAC offenbar von Vielen
als Auslaufmodell wahrgenommen wird, obwohl beide Fach-
richtungen zwingend zusammen gesehen werden müssen.
Das wird auch durch die immer geringere Anzahl an Arbeits-
gruppen in Deutschland deutlich. Der Nachwuchs orientiert
sich eher in Richtung SETAC GLB. Dies ist eine Entwicklung,
der der Vorstand unbedingt entgegenwirken möchte, u.a. mit
der Etablierung eines Doktorandenseminars.
Protokoll der Vorstandssitzung der GDCh-
Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie
am 10. September 2012 im Rahmen der Jahres-
tagung in Leipzig
Teilnehmer:
Christine Achten, Thorsten Reemtsma, Andreas Schäffer
(Vorsitz), Stefanie Jäger (Protokoll)
Entschuldigt: Andreas Willing, Elke Fries
Gäste: keine
1. Tagesordnung, Protokollführung
Die Tagesordnung wurde ohne Änderungen verabschiedet.
2. Protokoll der letzten Sitzungen
Die Protokolle der letzten beiden Sitzungen (10. Mai 2012 in
Frankfurt und Telefonkonferenz am 23. August 2012) werden
ohne weitere Änderungen verabschiedet.
3. www-Seiten/Internet-Auftritt der Fachgruppe
Herr Kudra hat die meisten Teile der alten Fachgruppen-
Homepage in die neue Struktur der GDCh überführt. Sämt-
liche Dopplungen der alten Homepage werden nun vermie-
den.
4. Aktuelles zur Tagung in Leipzig
Thorsten Reemtsma berichtet von Schwierigkeiten, Spon-
soren für die Leipziger Tagung zu akquirieren, da viele bereits
die SETAC GLB als Sponsoren unterstützen. Allerdings fließt
aus diesem Topf ein Anteil in die Finanzierung der Tagung in
Leipzig ein.
Die Fachgruppe hat dieses Mal keine Reisestipendien für
Nachwuchswissenschaftler vergeben. Das soll bei der
nächsten Jahrestagung wieder eingeführt werden.
Es soll ein Exponat/Plakat der Fachgruppe erstellt werden,
das bei der Jahrestagung aufgestellt werden kann, weil sonst
nur die SETAC GLB bei den gemeinsamen Tagungen als
Veranstalter visuell ins Auge sticht.
Die Poster- und Vortragspreise der diesjährigen Tagung
sollen reine Nachwuchswissenschaftlerpreise sein. Um für die
Preisvergabe in Frage zu kommen, musste man sich bei der
Einreichung des Abstracts deswegen extra anmelden. Es
wurde darüber diskutiert, ob dieses Vorgehen bei der Anmel-
dung dem möglichen Kreis der Poster- und Vortragspräsen-
tierenden verständlich war. Das Vorgehen zur Bewertung der
Poster und Vorträge wurde festgelegt.
Die Jahrestagung der Fachgruppe 2013 wird an der Uni
Wuppertal (Prof. Dr. Peter Wiesen) stattfinden.
5. Wissenschaftsforum 2013
Die Fachgruppe U&Ö wird gemeinsam mit der Fachgruppe
Analytische Chemie eine ganztägige Session (gesamt 280
100
Aus der Fachgruppe
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
min) auf dem nächsten WiFo veranstalten, das vom 01.-04.
September 2013 in Darmstadt stattfinden wird und damit
leider in den Zeitraum der Jahrestagungen unserer Fach-
gruppe und der der SETAC GLB fallen wird. Titel der Session
wird „Umweltanalytik“ sein. Es sollen Themen wie Rück-
standsanalytik, wirkungsbezogene Analytik und persistente
Kontaminanten adressiert werden. Stefanie Jäger ist als
Session-Verantwortliche benannt worden. Für das Programm
dieser Session werden Referenten eingeladen. Über Aus-
richtung und mögliche Referenten wird auf der Klausurtagung
des Vorstandes am 04./05. Dezember 2012 in Frankfurt ge-
sprochen werden.
6. Sitzung der Fachgruppenvorsitzenden mit dem GDCh
Vorstand und der Geschäftsstelle in Blaubeuren
Stefanie Jäger wird Andreas Schäffer in Blaubeuren (23.-24.
November 2012) vertreten.
7. Doktorandentreffen
Christine Achten berichtet, dass Shimadzu als Sponsor für ein
regelmäßiges Doktorandenseminar zugesagt hat. Wir planen,
das Doktorandenseminar im nächsten Herbst zum ersten Mal
zu veranstalten.
8. Paul-Crutzen-Preis
Es wird darüber diskutiert, ob der Preis nur an
Nachwuchswissenschaftler in Deutschland oder auch in
Europa oder weltweit vergeben werden soll. Folgende
Argumente stehen im Raum:
Für eine welt- oder europaweite Ausschreibung spricht der
Name des Preises, der in diesem Jahr zum ersten Mal zu
Ehren des Nobelpreisträgers Paul Crutzen ausgeschrieben
wurde.
Allerdings handelt sich bei dem Preisgeld von augen-
blicklich 1000 Euro um Mitgliedsbeiträge der Fachgruppen-
mitglieder, was dafür sprechen würde, nur den deutschen
Nachwuchs mit diesem Preis zu fördern.
Neben dem möglichen Sprachraum wird auf der nächsten
Klausurtagung auch nochmals über die Höhe des Preisgeldes
gesprochen werden.
Der Vorstand beschließt, dass nur aktuelle Veröffent-
lichungen für die Bewerbung eingereicht werden können.
9. Positionspapier der Fachgruppe in ESEU
Der Vorstand wird auf seiner Klausurtagung im Dezember
ausführlich über mögliche Themen für ein Positionspapier
sprechen.
10. ICCE 2015
Die ICCE am 20. - 24. September 2015 wird in Leipzig
stattfinden.
11. Termin der nächsten Sitzung
Die nächste Sitzung findet als Klausurtagung am 04.-05.
Dezember 2012 in Frankfurt statt.
Jahresbericht 2011 / 2012 des Arbeitskreises
Chemikalienbewertung der Fachgruppe Um-
weltchemie und Ökotoxikologie
Adolf Eisenträger ([email protected]), Dessau;
Stefan Hahn ([email protected]), Hannover;
Rüdiger Battersby ([email protected]), Hannover
Der Arbeitskreis behandelt Themen aus dem ganzen Spek-
trum der Chemikalienbewertung. Dieses umfasst Ergebnisse
der Grundlagenforschung zu Expositions- und Effektanalyse
bis zu den Fragen der praktischen Umsetzung innerhalb der
Regulierung von Substanzen (REACh, BPD/BPR etc.). Auf
der Grundlage von Präsentationen und Vorträgen zu ausge-
wählten Themen werden neu entwickelte Methoden, Konzep-
te und Expertensysteme, Fallbeispiele einzelner Stoffgruppen
sowie Erfahrungsberichte aus der Praxis der Stoffbewertung
in Behörden und Industrie diskutiert. Derzeit sind konstant
etwa 20 Mitglieder im Arbeitskreis aktiv, die sich aus Wissen-
schaftlerinnen und Wissenschaftlern von Universitäten und
Forschungsinstituten, von Behörden sowie aus der Chemi-
schen Industrie und privatwirtschaftlichen Unternehmen zu-
sammensetzen. Der Arbeitskreis trifft sich zweimal im Jahr
und behandelt auf jeder Sitzung drei bis vier Themen in Form
von Vorträgen und Diskussionen. Dabei werden die Vorträge
vornehmlich von den Mitgliedern des Arbeitskreises getragen,
es werden aber auch Experten für spezielle Themen einge-
laden. Ein fachlicher Austausch besteht mit dem Arbeitskreis
„Umweltmonitoring“.
Im Verlauf des letzten Jahres gab es ein Treffen im
Oktober 2011 beim Fraunhofer-Institut für Toxikologie und
experimentelle Medizin ITEM in Hannover, im März 2012 in
der GDCh-Geschäftsstelle in Frankfurt sowie im Oktober 2012
bei der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) in Osna-
brück.
Zentrales Thema der Sitzung in Hannover war die
Fortführung des Schwerpunktthemas Expositionsmodel-
lierung. Dazu stellte Herr Dr. Stefan Hahn (Fraunhofer ITEM)
die Grundlagen und die gängige Praxis der Tier-1-Model-
lierung nach REACh Guidance R.16 vor. Anschließend
referierten Frau Dr. Nannett Aust (UBA) über „Blackbox
Emissionsabschätzung unter REACH - Ergebnisse des Gut-
achtens des Umweltbundesamtes zur Validität und Anwend-
barkeit von SPERCs“. sowie Frau Dr. Marion Letzel über das
„GREAT-ER Projekt in Bayern“. Vervollständigt wurde die
Sitzung mit einem Vortrag aus der Reihe „Mitglieder des
Arbeitskreises stellen sich vor“ von Frau Dr. Nikola Bitsch
über „Chemikalienbewertung bei Celanese“. Im Anschluss
hatten die Mitglieder des Arbeitskreises die Möglichkeit den
baulichen Fortschritt des Clinical Research Center Hannover
(CRC Hannover) vom Dach des Fraunhofer ITEM aus zu
betrachten.
Für die Sitzung in Frankfurt konnte der Arbeitskreis Herrn
Prof. Gerhard Wiesmüller als Referenten gewinnen, der über
seine langjährige Erfahrung in der Umweltmedizin referierte.
101
Aus der Fachgruppe
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Dabei ging er besonders auf die Berührungspunkte zwischen
der Umweltmedizin und der Chemikalienbewertung ein.
Weiterhin stellte Frau Dr. Marion Letzel das BMBF-Verbund-
projekt „RISK-IDENT“ vor, bei dem es um die Bewertung
bislang nicht identifizierter anthropogener Spurenstoffe sowie
Handlungsstrategien zum Risikomanagement im aquatischen
System geht. Aus der Reihe „Mitglieder des Arbeitskreises
stellen sich vor“ hörten die Mitglieder Beiträge von Herrn Dr.
Felix Endres (CFCS) sowie Herrn Matthias Mundt (WESS-
LING Beratende Ingenieure GmbH).
Ein Erfolg trotz etwas geringerer Beteiligung war auch die
Sitzung in Osnabrück auf Einladung der DBU. Zu Beginn stellt
Herr Dr. Maximilian Hempel die DBU sowie die aktuelle
Förderinitiative „Nachhaltige Pharmazie“ vor. Anschließend
ging Herr Dr. Hempel in seinem Vortrag noch ausführlich auf
das Stipendienprogramm der DBU ein. 580 Dissertationen
wurden im Rahmen dieses Programms bereits angefertigt.
Derzeit ist ein Stipendienschwerpunkt „Integrierte Chemi-
kalienbewertung – Umwelt, Wirtschaft, Recht“ in Planung.
Des Weiteren wurde der aktuelle Stand der Untersuchung bei
Nanomaterialien diskutiert mit Vorträgen von Frau Dr. Kerstin
Hund-Rinke (Fraunhofer IME) mit dem Thema „Testung von
Nanomaterialien für regulatorische Fragestellungen: Routine
oder eine Herausforderung?“, sowie einem Vortrag von Herrn
Dr. Holger Hein (BYK-Chemie GmbH) über „Nanopartikel
bzw. deren Anwendung im Bereich von Lacken und Ober-
flächenbeschichtungen“. Als weiteres Thema stellte Frau Dr.
Monika Nendza (Analytisches Laboratorium AL-Luhnstedt) die
Nutzung des „BCF Waiving Scheme“ zur Reduzierung von
Tierversuchen unter REACh vor. Am Ende der Veranstaltung
besuchten die Mitglieder des Arbeitskreises die DBU-Aus-
stellung zur Nachhaltigen Chemie („T-Shirts, Tüten und Ten-
side“).
Im nächsten Jahr sind wieder zwei Treffen geplant. Während
der ersten Sitzung, die in Frankfurt stattfinden wird, werden
Neuwahlen der Arbeitskreisleitung durchgeführt. Separate
Einladungen sowie Themen der Vorträge werden zurzeit
erstellt.
Jahresbericht 2011/12 des Arbeitskreises Um-
weltmonitoring
Heinz Rüdel, Schmallenberg
Im Berichtszeitraum waren etwa 15 Mitglieder im Arbeitskreis
Umweltmonitoring aktiv. Auf den in der Regel zwei Sitzungen
pro Jahr werden Fachvorträge präsentiert und aktuelle
Themen des AK diskutiert. Schwerpunkt der Sitzung im
November 2011 war beispielsweise „Quecksilber in Gewäs-
sern - Untersuchungen an Schwebstoffen und Biota“, zu dem
eine Reihe von AK-Mitgliedern Ergebnisse präsentierte. Auf
der AK-Sitzung vom 28. September 2012 in Frankfurt berich-
tete Herr PD Dr. Thomas Letzel, Leiter der Analytischen
Forschungsgruppe am Lehrstuhl für Siedlungswasserwirt-
schaft der TU München in Garching, als Gastreferent über
das Thema "non-target screening" im Rahmen des Verbund-
projekts RISK IDENT. Anschließend stellte Herr Tobias
Schulze Arbeiten des UFZ zum „non-target screening“ vor.
Geplante Schwerpunkte für die nächsten Sitzungen sind der
Vorschlag für die neue EU-Qualitätsnorm-Richtlinie sowie die
Nutzung von Passivsammlern im Gewässermonitoring. Zu
verschiedenen Themen, beispielsweise dem Monitoring von
Bioziden in Deutschland sowie zu Möglichkeiten des
Umweltmonitoring von Nanopartikeln, erarbeiteten Mitglieder
des AK eine Stellungnahme, die im November 2011 in
Environ Sci Europe publiziert wurde
(www.enveurope.com/content/pdf/2190-4715-23-35.pdf ).
Die mit dem Erscheinen des Positionspapiers „Substance-
related environmental monitoring“ in Environ Sci Pollut Res
(2009, 16:486-498) begonnene Beitragsserie „Chemical and
Biological Environmental Monitoring“ umfasst bereits ca. 15
Beiträge von Mitgliedern des AK. 2011/12 wurden Beiträge zu
Belastungen mariner Sedimente mit perfluorierten Verbin-
dungen und zum Trendmonitoring des Flammschutzmittels
Hexabromcyclododekan in Fischen publiziert. Eine Übersicht
mit Verlinkung zu den Beiträgen ist auf den öffentlichen AK-
Seiten abrufbar (https://www.gdch.de/index.php?id=1553 ).
Als Erfolg der Arbeit des AK Umweltmonitoring kann gewertet
werden, dass die deutsche Version des Positionspapiers zum
stoffbezogenen Umweltmonitoring (AK Umweltmonitoring
2008, Umweltmedizin in Forschung und Praxis 13, 155-164)
im Umweltgutachten 2012 des Sachverständigenrats für Um-
weltfragen vom Juni 2012 mehrfach im Kapitel „Medien-
übergreifendes Monitoring“ zitiert wird
(http://www.umweltrat.de/SharedDocs/Downloads/DE/01_Um
weltgutachten/2012_Umweltgutachten_Kap_10.html).
Der AK Umweltmonitoring ist offen für weitere Mitglieder. Im
August 2012 wurden ca. 60 Personen, die bei der GDCh-
Geschäftsstelle als Interessenten für die Mitgliedschaft im AK
102
Aus der Fachgruppe
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
Umweltmonitoring registriert sind, mit einer Infomail ange-
schrieben, um sie als aktive Mitglieder zu gewinnen.
Für 2013 steht die Neuwahl der Leitung des AK an. Von den
bisher im Leitungsgremium beteiligten vier Personen haben
Herr Prof. Schröder (Hochschule Vechta), Herr Dr. von der
Trenck (LUBW) und Herr Dr. Rüdel (Fraunhofer IME) ihr
Interesse bekundet, sich wieder zur Wahl zu stellen. Herr
Prof. Wiesmüller sieht aufgrund seiner derzeitigen beruflichen
Verpflichtungen keine Möglichkeit, wieder zu kandidieren.
Weitere Kandidaten sind willkommen. Informationen zur Wahl
werden rechtzeitig an alle AK-Mitglieder versandt.
Probenahme von Kormoraneiern durch Mitarbeiter des Fach-bereichs Biogeographie der Universität Trier für die Umwelt-probenbank des Bundes (Foto: H. Rüdel)
Kontakt: Dr. Heinz Rüdel (Leitung AK Umweltmonitoring),
Fraunhofer IME, Schmallenberg; Tel. 02972 302 301;
E-Mail: [email protected]
103
Kurz vorgestellt
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Arbeitsgruppe Düring am Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung
der Justus-Liebig-Universität Gießen
Rolf-Alexander Düring ([email protected])
Die seit Sommer 2008 im Institut für Bodenkunde und Boden-
erhaltung am Fachbereich Agrarwissenschaften, Ökotropho-
logie und Umweltmanagement der Justus-Liebig-Universität
Gießen bestehende Arbeitsgruppe ist vorrangig mit der Ent-
wicklung und Anwendung umweltanalytischer Methoden
beschäftigt. Mit entsprechend angepassten Verfahren sollen
Prozesse des Verhaltens anorganischer und organischer
Schadstoffe in der Umwelt effizient und genau abgebildet und
- im interdisziplinären Verbund - verstanden werden.
Arbeitsgruppe Düring
Vereinfachende, miniaturisierte Methoden, der Einsatz hoch-
selektiver Biosensoren sowie die Bündelung von Probe-
nahme-, Extraktions-, Anreicherungs- und Trennverfahren
sollen den Weg zu einer in-situ-Umweltanalytik unter Einsatz
ambienter Massenspektrometrie ebenen.
Folgende Schwerpunkte werden in Zusammenarbeit mit ver-
schiedenen Fachrichtungen innerhalb und außerhalb der
Justus-Liebig-Universität bearbeitet:
Optimierung von Extraktions- und Anreicherungsmethoden
unter besonderer Berücksichtigung von Miniaturisierungs-
ansätzen
Über den Miniaturisierungsansatz können geringste Probe-
mengen bearbeitet und höchste Probendurchsätze verwirk-
licht werden. Hierbei wird der Einsatz toxischer Lösungsmittel
auf ein Minimum reduziert. Dies erlaubt zeitlich hochaufge-
löste Messreihen, die zu einer Aufklärung von Effekten in der
Umwelt verhelfen. Hiermit können z. B. im Rahmen des
Umweltmonitoring nichtlineare Dosis-Wirkungsbeziehungen
und Anreicherungsprozesse in Nahrungsketten (Stofftransfer
vom Boden in die Pflanze) besser erfasst werden.
Anwendungen dieser Methoden sind sehr vielfältig und liegen
z. B. im Bereich des Monitoring, der Ökotoxikologie und der
Umweltmikrobiologie.
Methoden zur Beschreibung des Stoffverhaltens in ver-
schiedenen Medien zur Aufklärung von Sorptions-, Biokon-
zentrations- und Biomagnifikationsprozessen
Untersuchungen zur Sorption persistenter Schadstoffe dienen
der Charakterisierung verschiedener Sorbenten hinsichtlich
ihres Beitrags zum Verteilungsverhalten von Schadstoffen in
natürlichen Systemen. Sorptionsbestimmende Parameter
werden erfasst, wobei sich das Stoffverteilungsverhalten auf
die Assoziation an gelöste und partikuläre organische Sub-
stanzen, mineralische Oberflächen und Biota bezieht. Voran-
getrieben werden Entwicklungen zur Analyse des Stoffver-
teilungsverhaltens und zur Unterscheidung frei gelöster
Schadstoffanteile von den Gesamtgehalten, etwa im Rahmen
der Weiterentwicklung ökotoxikologischer Testverfahren
(OECD TG 305: Bioconcentration: Flow-through Fish Test).
So werden z. B. für bestimmte (Veterinär-)Pharmaka über die
Entwicklung und Anwendung eines neuartigen Festphasen-
mikroextraktionssystems konventionell bestimmte Gehalte
und bioverfügbare Stoffanteile ökotoxikologischen Effekten
gegenübergestellt.
Biokohlen, die derzeit als CO2-Sequestrierungsmöglichkeit
oder als Option zur Bodenverbesserung in der Diskussion
sind, werden auf ihre Sorptionskapazität für organische
Schadstoffe getestet. Bildgebende Methoden dienen der wei-
teren Charakterisierung der Verteilungsprozesse.
Entwicklung und Anwendung von Biosensoren in der Umwelt-
analytik
Mit Insektenantennen als Biosensoren werden geringste Kon-
zentrationen bestimmter Duftmoleküle detektiert. Über die
Einbindung in das Verbundprojekt „AmbiProbe“ und in engster
Zusammenarbeit mit dem Institut für Phytopathologie und
Angewandte Zoologie wurde die Elektroantennografie mit der
Kopplung an die Massenspektrometrie weiterentwickelt. Hier-
bei wird die Summe der Nervenimpulse in der Insekten-
antenne mit feinen Elektroden abgeleitet und über ein Ver-
stärkersystem detektiert. Simultan dazu ermöglicht ein
massenselektiver Detektor eine weitergehende Interpretation
der Messsignale bis hin zu einer Stoffidentifizierung. Mit
einem tragbaren Gerät erhält man so eine aussagekräftige in-
situ-Analytik. Als biomimetischer Ansatz wird das System mit
Halbleiter-Gassensoren (Selective Odorant Measurement by
Sensor Array - SOMMSA) gekoppelt. Dieses Verfahren er-
möglicht vielfältige in-situ-Anwendungen als Biosensor.
104
Kurz vorgestellt
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
Effekte weitergehender Abwasserbehandlungsverfahren auf
ökotoxikologische Endpunkte
Bedeutend ist die Entfernung von Arzneimitteln im Rahmen
der Abwasserbehandlung, da deutliche Eintragsvermin-
derungen bisher kaum möglich sind. Zur Entfernung dieser
Arzneimittelrückstände werden Verfahren wie die AOP
(Advanced Oxidation Processes), eingesetzt und auf ihre öko-
toxikologischen Effekte getestet.
Das wesentliche analytische Methodenspektrum zur
Aufbereitung abiotischer und biotischer Proben umfasst:
Automatisierte Festphasenmikroextraktion (SPME, TFME)
Automatisierte Festphasenextraktion (SPE)
Mikrowellen unterstützte Extraktionen anorganischer und
organischer Schadstoffe
Anreicherungsverfahren für Luftproben (z. B. ITEX,
Needle Trap)
Die quantitative Bestimmung erfolgt mit:
GC-MS, GC-ECD, GC-FID, GC-EAD, HPLC-DAD, HPLC-FLD
ICP-OES
Die Arbeitsgruppe ist in das Interdisziplinäre Forschungs-
zentrum für biowissenschaftliche Grundlagen der Umwelt-
sicherung (IFZ) an der Universität Gießen eingebettet und
profitiert dort von gemeinsamen Forschungsideen und
Projektrealisierungen. In diesem Verbund können weitere
Methoden (z. B. HPLC-HRMS, ICP-MS) für umweltana-
lytische Fragestellungen genutzt werden.
Zurzeit bearbeiten in der Arbeitsgruppe sechs Dok-
toranden Projekte zu den o. g. drittmittelfinanzierten Themen-
bereichen, deren Ergebnisse auch in die Lehre einfließen.
Schwerpunkte in den Bachelor- und Masterveranstaltungen
sind die Umweltchemie und die Umweltanalytik, die für
Studierende aus verschiedenen Fachbereichen angeboten
werden. Die jährlich etwa 200 – 250 absolvierten Prüfungen
(insbesondere innerhalb der Studiengänge „Umweltmanage-
ment“ und „Umwelt- und Ressourcenmanagement“) zu diesen
Themengebieten lassen das große allgemeine Interesse
erkennen und stehen für die Vorbereitung der Absolventen,
die sich weiter in der Wissenschaft vertiefen möchten oder
direkt für den Arbeitsmarkt zur Verfügung stehen.
PD Dr. Rolf-Alexander Düring
Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung
Interdisziplinäres Forschungszentrum für biowissenschaftliche
Grundlagen der Umweltsicherung (IFZ)
Justus-Liebig-Universität Gießen
Heinrich-Buff-Ring 26
35392 Gießen
Tel: 0641-99-37104
Fax: 0641-99-37109
E-Mail: [email protected]
http://www.uni-giessen.de/cms/fbz/fb09/institute/bkbe/ag/rad
Fraunhofer-Institut für Toxikologie und
Experimentelle Medizin ITEM
Geschäftsfeld: Gewerbe-, Umwelttoxikologie und
Verbraucherschutz
Bereich: Aerosolforschung / Bio- und Umweltanalytik
Forschung und Auftragsforschung für die Gesundheit des
Menschen stehen im Mittelpunkt des 1981 gegründeten
Fraunhofer Instituts in Hannover. Das Fraunhofer ITEM ist
eins von sechs Fraunhofer Instituten im Fraunhofer-Verbund
Life Sciences.
Die Arbeits- und Forschungsschwerpunkte des Instituts
sind fachübergreifend und thematisch in vier Geschäftsfeldern
gebündelt.
Präventivmedizinische Fragestellungen, die Erforschung
von neuen diagnostischen Methoden und innovativen Thera-
piekonzepten, toxikologische bzw. Toxikokinetische For-
schung sowie präklinische und Zulassungsuntersuchungen
bilden die Kernkompetenzen des Instituts.
In In-vitro- und In-vivo-Untersuchungen werden gas-
förmige Substanzen und Aerosole auf ihre toxischen und
kanzerogenen Wirkungen geprüft. Institutschwerpunkt der
medizinischen Forschung sind Erkrankungen der Atemwege
und der Lunge.
Fachübergreifende Strukturen innerhalb des Hauses er-
möglichen die effektive und erfolgreiche Bearbeitung kom-
plexer Fragestellungen aus Forschung und Entwicklung indu-
strieller oder behördlicher Auftraggeber.
Die Abteilung Bio- und Umweltanalytik besteht seit über 25 Jahren am Fraunhofer ITEM und ist dem Bereich Aerosol-forschung und Analytische Chemie zugeordnet.
Das Fraunhofer ITEM ist mit seiner Aerosoltechnik führend in
der Generierung und Charakterisierung von (Nano)Partikeln
und Bioaerosolen.
Die Bearbeitung von Fragestellungen zu gesundheits-
relevanten Aspekten luftgetragener Partikel, wie z.B. die
Charakterisierung von Emissionen, die Messung und Bewer-
105
Kurz vorgestellt
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
tung der Expositionssituation des Menschen in der Umwelt
und am Arbeitsplatz, die Simulation entsprechender,
realitätsnaher Bedingungen im Inhalationsversuch und die
Anwendung therapeutischer Aerosole sowie die Entwicklung
von Prädiktionsmodellen zu Partikelausbreitung und/oder zur
respiratorischen Wirkung bilden in der Aerosoltechnologie
einen wichtigen Arbeitsschwerpunkt.
In der Abteilung Bio- und Umweltanalytik werden neben ana-
lytischen Routineanalysen zur Bestimmung von anorga-
nischen und organischen Analyten je nach Anforderung neue
Analysenverfahren entwickelt und validiert. Diese umfassen
z.B. die Identifizierung und Quantifizierung von Schadstoffen
und ihren Abbauprodukten in der Umwelt, die Bestimmung
von Innenraumluftverunreinigungen und luftgetragener Parti-
kel, die Ermittlung der Bioverfügbarkeit von Pharmaka und
Lebensmittelkontaminanten sowie ggf. deren Metabolite,
(Schwer)metallen und anderen Chemikalien und Testsub-
stanzen aus Produktion und Entwicklung die, wie z.B.
Nanopartikel für die Verwendung in handelsüblichen Produk-
ten des täglichen Bedarfs vorgesehen sind.
Ein weiterer Tätigkeitsschwerpunkt der Abteilung ist die
Non-Target-Analyse in komplexen Matrizes (z.B. Umwelt-
oder biologische Proben) und die Strukturaufklärung unbe-
kannter Verbindungen.
Die Abteilung Bio- und Umweltanalytik bietet ihren Kunden
eine sehr umfassende Beratung und Begutachtung für ana-
lytische Fragestellungen an, die oftmals abseits einer Stan-
dardanalytik liegen. Im engen Kontakt mit den Auftraggebern
werden maßgeschneiderte analytische Strategien entwickelt,
die zumeist durch wohl definierte Teilprojekte zum gewün-
schten Erfolg gebracht werden. Garant für den Erfolg ist nicht
zuletzt die breit angelegte Expertise der Mitarbeiter und der
Einsatz von modernsten analytischen Geräten und Methoden.
HPLC-UV, HPLC-DAD Aldehyde/Ketone, sprengstofftypische Verbindungen, PAKs, Farbstoffen, Pharmaka
GC-FID, GC-ECD, GC-MS
BTX, PAKs, Pestizide, VOCs, SVOCs und sprengstofftypische Verbindungen
GC/MS, LC/MS, LC/NMR, LC/NMR/MS
Charakterisierung komplexer Gemische aus Umweltproben und biologischen Matrizes
NMR- und MS-Tech-niken mit Kryotechno-logie und Peaktrapping-Einheit
Strukturaufklärung von Arznei- und Naturstoffen und ihren Metaboliten NMR/MS-Datenmodellierung zur Defini-tion zustandsabhängiger Metaboliten-muster
nano-LC-ESI- und MALDI-MS
Proteinidentifizierung
ICP/MS, AAS, IC anorganische Analytik, Nanopartikel, Toxikokinetik
IR- und UV- Spekto-meter
qualitative und quantitative Unter-suchungen organischer Substanzen
Tabelle 1: Geräte und Methoden-/Applikationen (Beispiele)
Zunehmend beschäftigt sich die Abteilung Bio- und Umwelt-
analytik mit Aufgaben im Rahmen der Chemikalienbewertung
im Umfeld von REACH. Zusätzlich zu den Analysen zur
Bestimmung der Reinheit und Identität von Chemikalien
werden bei der Durchführung von tierexperimentellen Studien
am Fraunhofer ITEM chemische Analysen zu toxikologischen
und toxikokinetischen Fragestellungen (auch unter GLP)
durchgeführt.
Analytische Arbeiten mit und für die hauseigene
Toxikologie und Chemikalienbewertung runden so die mit
dem Institutsprofil verbundenen vielfältigen Aufgaben der
Abteilung ab und sind häufig interdisziplinär ausgerichtet.
Mit Hilfe der qualifizierten Stammbelegschaft des Fraunhofer
ITEM, bestehend aus Medizinern, Wissenschaftlern,
Ingenieuren, Technikern und vielen anderen Fachkräften,
werden zahlreiche Forschungsvorhaben in Kooperation mit
anderen Fraunhofer-Instituten und zahlreichen Universitäten
in den verschiedensten Fachgebieten durchgeführt. Aus
dieser Zusammenarbeit gehen zahlreiche Bachelor-, Master,
Diplom- und Promotionsarbeiten hervor. Ein hoher wissen-
schaftlich-technischer Standard wird durch Publikationen und
die Mitarbeit in Arbeits- und Normungskreisen gewährleistet.
Unterstützt werden die Aktivitäten des Instituts durch Zuwen-
dungen und Aufträge öffentlicher Institutionen des Bundes,
der Länder und Kommunen sowie Forschungsförderungsein-
richtungen in Deutschland und der Europäischen Union. Ein
Großteil der Aufträge wird durch Industriemittel, hauptsächlich
durch Auftraggeber aus der pharmazeutischen und chemi-
schen sowie der produzierenden Industrie, bestritten.
Auswahl aktueller Forschungsschwerpunkte
Atemluftanalyse
Für die große Zahl von Patienten mit chronischen Atem-
wegserkrankungen werden für die Diagnose und das
Monitoring des Therapieverlaufs zurzeit nichtinvasive Diag-
noseverfahren entwickelt. Eines dieser Verfahren ist die Ana-
lyse von volatilen organischen Substanzen in der Ausatemluft.
Mit Hilfe elektronischer Nasen oder GC/MS lassen sich be-
reits jetzt VOC-Muster bestimmter Krankheitsbilder erkennen.
Mit Hilfe einer relevanzbasierter Signaturanalyse und durch
eine optimierte GC/MS-Analytik soll die Erkennungsrate ver-
bessert werden. Diese Arbeiten bilden die Grundlage für die
Entwicklung von Messverfahren für die klinische Praxis.
Bioverfügbarkeit von Lebensmittelkontaminanten
Das Vorkommen von 3-Monochlorpropandiol- (3-MCPD-) und
Glycidyl-Fettsäureestern in Lebensmitteln und in raffinierten
Pflanzenölen wird als bedenklich angesehen. Die für eine
fundierte Risikobewertungbenötigten Daten zur Bioverfügbar-
keit dieser Ester und deren genotoxischen Spaltprodukte
wurden im Rahmen von zwei tierexperimentellen Studien am
ITEM generiert. Die Entwicklung und Validierung zugehöriger
sensitiver und selektiver Methoden (GC-EI-MS und GC-NCI-
MS) zur Bestimmung von freiem 3-MCPD und 3-MCPD-
Estern in Körperflüssigkeiten (Blut, Urin) sowie Organen und
Geweben (Leber, Niere, Fett, Darminhalten) wurde in der
106
Kurz vorgestellt
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
Abteilung Umwelt- und Bioanalytik durchgeführt. Die hieraus
resultierenden Erkenntnisse zum Metabolismus von 3-MCPD-
und Glycidyl-Estern im Organismus und die bereits vorhan-
dene Datenbasis zum Vorkommen dieser Kontaminanten in
Nahrungsmitteln ermöglichen nun eine bessere Abschätzung
der Gesamtexposition der Bevölkerung durch behördliche
Institutionen.
Mykotoxin Metabolismusstudie
Im Rahmen einer europäischen Toxikokinetik-Studie (EFSA)
erfolgt derzeit die Bestimmung von Mykotoxinen und deren
oxidativen Metabolite in Körperflüssigkeiten (Blut, Urin) und
Organen (Leber, Niere, Gehirn). Die Etablierung und eine
Guideline-konforme Validierung der analytischen Methoden
erfolgen in der Abteilung Umwelt- und Bioanalytik gemäß den
GLP-Grundsätzen. Die Forschungsergebnisse entsprechen
dadurch zumeist den behördlichen Anforderungen und
können somit nachhaltiger verwertet werden.
Untersuchungen zur Exposition bei Sprühanwendungen
Im Rahmen öffentlich geförderter Projekte (BfR, BAuA)
erfolgten Untersuchungen zur Verwendung bei Consumer-
sprays in Modellräumen des Fraunhofer ITEM sowie während
der Durchführung von Sprühprozessen an Arbeitsplätzen, wie
z.B. bei der Oberflächen- und Raumdesinfektion im Vorrats-
schutz, bei Anwendungen im Holzschutz sowie bei der
Antifoulingbehandlung im Schiffsbau.
Neben der Ermittlung der möglichen inhalativen Exposition
durch das freigesetzte Aerosol während der Sprühapplikation
(Aerosolmonitoring und chemische Analytik des Wirkstoffs)
wurde die potentielle dermale Exposition des Anwenders
ermittelt (“ExposurePads“). Eine große Vielfalt von Produkten
und Wirkstoffen bei Sprühprozessen im häuslichen Bereich
und an Arbeitsplätzen wurden in der Abteilung mit verschie-
densten Verfahren analysiert.
Umfangreiches Datenmaterial von realen Arbeitsplätzen
wurde zudem zur Validierung eines am Fraunhofer ITEM ent-
wickelten deterministischen Modells (SprayExpo) eingesetzt.
Weiterführende Informationen zu Arbeits- und For-
schungsschwerpunkten sowie Publikationen und Jahresbe-
richten können bei Interesse den Internetseiten des Instituts
entnommen werden.
Für einen persönlichen oder telefonischen Kontakt können
Sie uns gerne direkt ansprechen:
Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin
ITEM
Abteilung: Bio- und Umweltanalytik
Dr. Sven Schuchardt
Dr. Edith Berger-Preiß
Nikolai-Fuchs-Str.1
30625 Hannover
E-Mail: [email protected]
http://www.item.fraunhofer.de
RLP AgroScience GmbH – Institut für Agrar-
ökologie Abteilung Umweltchemie
Gunnar Fent ([email protected])
Die RLP AgroScience wurde 2005 gegründet. Die Wurzeln
des Instituts gehen aber auf die Fachgruppe Ökologie des
DLR–Rheinpfalz zurück, die bereits in den späten 1980er
Jahren gegründet wurde. Als gemeinnütziges Institut im
Besitz des Landes Rheinland-Pfalz betreiben wir bereits seit
über 20 Jahren anwendungsorientierte Forschung in den
Bereichen Landwirtschaft und Umwelt. Unser erstes GLP-
Zertifikat für die Durchführung von Zulassungsexperimenten
erhielten wir bereits 1991.
Zur Zeit arbeiten in unserer Abteilung Umweltchemie 13 Mit-
arbeiter unter meiner Leitung.
In der Abteilung "Umweltchemie" analysieren und bewerten
wir die Auswirkungen, die sich aus dem Verhalten von
chemischen Stoffen ergeben, die gezielt (z.B. Pflanzen-
schutzmittel, Dünger) oder unbeabsichtigt (z.B. Biozide,
Pharmazeutika) in die Umwelt gelangen. Dabei betrachten wir
Abbau, Transport und Verteilung, Akkumulation und Reak-
tionen umweltrelevanter Chemikalien in Boden, Grund- und
Oberflächenwasser, Pflanzen und Atmosphäre sowie die
Stoffübergänge zwischen den einzelnen Umweltkomparti-
menten.
Wir untersuchen die stofflichen Wechselbeziehungen
zwischen Umweltchemikalien und Biosphäre und sind ein
Verbindungsglied mit einem breiten interdisziplinären Ansatz,
der von den Geowissenschaften über Biologie, Landwirtschaft
und Chemie bis hin zu speziellen biochemischen und analy-
tischen Fragestellungen reicht.
Darüber hinaus entwickeln wir neue wissenschaftliche Unter-
suchungsmethoden und Testsysteme, um das Umwelt-
verhalten dieser Stoffe möglichst realitätsnah beurteilen zu
können.
Unsere Ausstattung umfasst ein Isotopenlabor (14C) von
200m² mit entsprechender state-of-the-art Ausstattung zur
Anwendung der Radio-Tracer-Technik, eine Freiland-
(Lysimeter)-anlage und Gewächshäuser. An allen diesen
Standorten sind sowohl Arbeiten mit 14C-markierten Stoffen
als auch Arbeiten mit nichtmarkierten Stoffen und konven-
tioneller Analytik möglich.
In der konventionellen Analytik kommen HPLC, IC, LC-
MS/MS-Kopplung, DC, GC-FID sowie GC-ECD zum Einsatz.
Die Qualität unserer analytischen Arbeit wird regelmäßig
durch eine interne und externe Qualitätssicherung im Rahmen
der GLP-Regularien gewährleistet.
107
Kurz vorgestellt
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Vorbereitungen zur Applikation eines Lysimeterversuches mit Rapspflanzen
Die an unserem Institut etablierten Studientypen umfassen
Guideline-Studien nach OECD (z.B. OECD106 Adsorption/
Desorption, OECD 307 Abbau und Metabolismus, OECD 308
Wasser/Sediment, OECD 501 Pflanzenmetabolismus und
OECD 509 ConfinedRotationalCrop). Aber auch selbst-
entwickelte Labor-Testdesigns wie die Bestimmung effektiver
Sorptionsparameter von Umweltchemikalien mittels Mikro-
lysimetern, stehen im Fokus unserer Arbeit.
Freilandwindtunnel-Studie zur Verflüchtigung und Deposition
von Pflanzenschutzmitteln
Zu den selbst entwickelten Testsystemen zählt auch unser
Freilandwindtunnel, für Studien zur Bestimmung der Ver-
flüchtigung und Deposition von Umweltchemikalien. Diese
Versuchseinrichtung ist in dieser Form weltweit einzigartig
und Ergebnisse aus unseren Studien sind Bestandteil für
Expositionsmodelle, die den Eintrag von Pflanzenschutz-
mitteln in Nichtzielkompartimente abschätzen.
Neben der Kooperation mit der Industrie ist auch die
Zusammenarbeit mit Behörden, Forschungseinrichtungen wie
dem Fraunhofer-Institut IME und den regionalen Universi-
täten, ein wichtiger Bestandteil unserer Forschungsaktivitäten.
In den letzten Jahren sind in unserer Arbeitsgruppe eine
Vielzahl von Diplomarbeiten und Dissertationen durchgeführt
worden. Aktuell wird im Rahmen einer Dissertation ein stan-
dardisiertes Testsystem entwickelt, mit dem die Pflanzen-
aufnahme von Umweltchemikalien quantifiziert und bewertet
werden kann.
Kontaktadresse:
RLP AgroScience GmbH – Institut für Agrarökologie
Abteilung Umweltchemie
Dr. Gunnar Fent
Breitenweg 71
67435 Neustadt an der Weinstrasse
Tel. 06321-671-244
Fax 06321-671-424
E-mail: [email protected]
Homepage: www.ifa.agroscience.de
108
Informationen
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
Veranstaltungsankündigungen
Spurenstoffe im Was-
serkreislauf, Bestim-
mung - Bewertung –
Beseitigung,
703. DECHEMA-Kolloquium am 7. Februar 2013 um 14.30
Uhr in Frankfurt am Main
Wasser als Lebensgrundlage ist zunehmend Schadstoffen in
kleinsten Konzentrationen ausgesetzt, sie werden unter der
Bezeichnung anthropogene Spurenstoffe bzw. Xenobiotika
zusammengefasst. Die Vielfalt anthropogener Spurenstoffe
erweist sich sowohl in Hinblick auf Nachweis und Bewertung
als auch bei der Elimination als große Herausforderung.
Die Veranstaltung gibt einen Einblick in die Bereiche
Bestimmung - Bewertung - Beseitigung von Spurenstoffen,
welche wichtige Elemente eines risikobasierten Managements
bilden. Ein Teil der vorgestellten Arbeiten wird im Rahmen der
BMBF Fördermaßnahme "Risikomanagement von neuen
Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf
(RiSKWa)" gefördert.
Programm:
Begrüßung und Einführung in die Thematik & Rückblick
der letzten Jahre
Prof. Dr. W. Dott, Instituts für Hygiene und
Umweltmedizin, RWTH Aachen
Nachweis von Spurenstoffen im Wasserkreislauf
Dr. F. Sacher, TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser,
Karlsruhe
Ökotoxikologische Bewertung von Spurenstoffen im
Wasserkreislauf
Dr. A. Coors, ECT Oekotoxikologie GmbH, Flörsheim
Spurenstoffe aus diffusen Einträgen
Prof. Dr. G. Hamscher, Institut für Lebensmittelchemie und
Lebensmittelbiotechnologie, Universität Gießen
Elektrochemische Beseitigung von Spurenstoffen
Dr. K.-M. Mangold, DECHEMA-Forschungsinstitut,
Frankfurt am Main
Die Kolloquiumteilnahme ist kostenlos. Anmeldung unter:
http://events.dechema.de/Kolloquien+2012_2013/703_+Spure
nstoffe+im+Wasserkreislauf.html
IsoG 2013 Environmental geoche-
mistry methods, trends, questions
13 - 15 March, 2013 Warsaw, Poland
Idea
State of the environment directly affects the quality of human
life. Knowledge about the influence of various factors on the
environment, allows a better understanding of the relationship
between human activities and the state of the environment.
Isotope methods are important and frequently used tools for
environment studies.
The conference will focus on bridging the newest
methodology in isotopic studies and environmental appli-
cation. The special attention will be put on young researchers
starting their scientific career. The conference will be
organized in three thematic blocks: methods, applications
and "difficult start – tips for young sciencists". In every block,
a set of high-elevated speaks given by invited key lecturer will
be an introduction to poster sessions and panel discussion.
Conference participation
All interested in isotopic methods in study of environment are
welcome to participate in the conference and are warmly
invited to attend!
The conference will be fee-free, but the number of parti-
cipants is strictly restricted. The classification of delegates will
base on the level of submitted abstracts. We also plan to fund
a small number of full-funded conference grants covering
travel costs and hotels, but priority will be given to young
scientists starting their career.
Organization team:
Helena Hercman, PhD: [email protected]
Michał Gąsiorowski, PhD: [email protected]
Jacek Pawlak, PhD: [email protected]
Registration and abstract submission will be possible via web
page: http://www.ing.pan.pl/IsoG2013/
109
Informationen
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
2nd International Symposium on
Green Chemistry
Renewable carbon and Eco-
Efficient Processes
May 21 - 24th, 2013 - La Rochelle - FRANCE
The aim of this second edition is to widen the scope of ISGC-
2 and to gather the most eminent scientists involved in the
field of green chemistry. Through plenary lectures and
keynotes from academic and industrial leaders, ISGC-2 will
cover the most crucial problems arising from the conversion of
renewable carbon and also the recent advances in the search
of innovative processes for the conversion of biomass and
wastes with high eco-efficiency. A key objective of this
international symposium is to provide an environment that
facilitates widespread interdisciplinary communication. To this
end, ISGC-2 should offer to public and private scientists an
ideal platform for sharing fundamental knowledge with
industrial research and development. On the programme,
plenary lectures, presentations, round table discussions,
stands on 6 topics
Conversion of lignocellulosic biomass
Pre-treatment, deconstruction and conversion of lignocellu-
losic biomass to chemical platforms or transportation
(renewables : wood, corns, beets…)
Conversion of carbohydrates to higher value added chemicals
Conversion of vegetable oils, derivatives and by-
products
Conversion of vegetable oils
Reactions involving (unsaturated) fatty acids/esters, glycerol
or minor compounds (esterification, transesterification,
oxidation, metathesis, hydroformylation, hydrogenation, ...)
Valorisation of by-products (including CO2), waste
and recycling
Chemical valorization of waste. All processes involving biogas
and more generally agricultural waste. Chemical valorization
of CO2
Eco-efficient processes
Design of energy (and atoms)-saving processes for the
rational conversion of renewable carbon
Chemical and physical pre-treatments of biomass, green
solvents, alternative media, catalysis,
process design, process intensification...
Catalytic materials specifically dedicated to inno-
vative processes incorporating bio-based materials
Preparation and characterization of materials for the selective
conversion of biomass : eco-design, green synthesis, bio-
sourced precursors, ...
Environmental impact of all actions implemented
All works evaluating the ecological impact of chemicals and
processes on the environment.
Conference‘ homepage: http://www.isgc2013.com/welcome
Fourth International Conference
on Environmental Management
Engineering Planing and Eco-
nomics (CEMEPE 2013)
Mykonos Island Greece, June 24 to 28, 2013
Organized by:
Society of Ecotoxicology and Environmental Safety
(SECOTOX)
Department of Planing and Regional Developement
University of Thessaly, Greece
In collaboration with:
Sector of Industrial Managment and Operation Research,
School of Mechanical Engineering. National Technical
University of Athens, Greece
Department of Mechanical Engineering Aristotle University
of Thessaloniki, Greece
Conference Topics
Air quality Global climate change
Coastal planing and policy Green Chemistry
Cultural heritage and archi-
tectural issues
Indutrial waste
Decentralised wastewater
management
Natural resources manage-
ment
Ecosystems analysis and
protection
Natural wastewater treat-
ment systems
Ecotoxicology Pollution control technolo-
gies
Energy and environment Renewable energy sources
Environmental economics Spatial and urban planning
Environmental education Sustainable production and
consumption
Environmental impact as-
sessment and risk analysis
Tourism and environment
Environmental investment
assessment
Urban aerosols and health
effect
Environmental legislation
and policy
Visual impact and noise
pollution
Environmental restauration Waste monitoring and
management
Fate and transport of
pollutants
Water pollution
Fate and transport of
pollutants
Water resources enginee-
ring and management
GIS and remote sensing
Contact
Conference secretaries: Stavros Sakellariou and Vicky
Manakou, Tel: +30 24210 74282, Fax: +30 24210 74276,
E-mail: [email protected]
Homepage: http://www.cemepe4.prd.uth.gr
110
Informationen
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
The International Conference on Mercury as a Global
Pollutant (ICMGP), held periodically for over 18 years, has
become the pre-eminent international forum for formal
presentation and discussion of scientific advances concerning
environmental mercury. The meeting gathers around 700-
1200 experts for a five day conference and exhibition.
The ICMGP in 2013 will be of particular public importance
as this will be the year of the launch of the United Nations
Environment Programme Global Legally Binding Treaty on
Mercury. The ICMGP 2013 meeting is therefore perfectly
timed to celebrate the official launch of the treaty and to
discuss how to put the treaty into practice. This will be the
perfect opportunity to match those looking to solve mercury-
associated challenges with those who are qualified to give the
most appropriate advice.
Theme/goals of the 2013 meeting
In recognition of the importance of mercury in the public and
political agenda with the 2013 launch of the United Nations
Environment Program's Global Legally Binding Instrument on
Mercury, the theme of the ICMGP 2013 conference is
"Science informing global policy".
To this end, the conference will promote discussion on some
of the questions that are likely to arise in 2013 and beyond:
What form does the new UNEP Legally Binding Treaty
take and what does it mean in practice?#
How do we curb current mercury supply and demand?
How do we reduce emissions from human activities?
What evaluation tools do we need and is our current “tool-
kit” of monitoring and modeling techniques up to the job?
What health and social effects has mercury had and how
will this change in the future?
How to we deal with remediation of contaminated sites
and ecosystems?
What is needed in terms of technologies and psychologies
of social change?
What synergies are there with existing, impending and
potential global treaties, issues and scenarios?
How do we raise our concern and action on mercury “from
local to global”?
Contact:
ICMGP 2013 chair
Email: [email protected]
Homepage: http://www.mercury2013.com/
Atmospheric Chemistry
28.07.-02.08.2013, West Dover, VT, USA
As is the tradition for this conference, the program will include
a range of topics and new developments broadly covering the
field of atmospheric chemistry. The conference will provide a
forum for discussion of urban and regional chemistry, and
global tropospheric and stratospheric chemistry. The 2013
meeting will include an emphasis on atmospheric chemistry
and global climate, as well as emerging issues such as
atmospheric impacts of energy development, atmosphere-
ocean interactions, aerosol nucleation and interactions
between anthropogenic and biogenic emissions. The goal is
to bring together scientists working in the laboratory, in the
field, and on simulations to provoke discussion towards
improving our understanding of the processes that control the
composition of the atmosphere. The conference will be
preceded by the twelfth biennial ACCESS (Atmospheric
Chemistry Colloquium for Emerging Senior Scientists)
colloquium to be held at Brookhaven National Laboratory,
New York.
A list of preliminary session topics and speakers is displayed
below. The detailed program is currently being developed by
the Conference Chair and will be available by March 28,
2013.
Atmospheric Chemistry and Climate
Jean-Francois Lamarque / Daniel Jacob / Ted Parsons /
Tami Bond / David Fowler
Energy and Emissions
Paul Shepson / Mark Jacobson / Gaby Petron / Chip Miller
Nucleation
Urs Baltensperger / Joachim Curtius / Peter McMurray /
Henryk Svensmark
Atmosphere Ocean Interactions
Lucy Carpenter / Patricia Quinn / Rainer Volkamer /
Cristina Facchini
Aerosol Chemistry and Consequences
Allen Robinson / Alex Laskin / Daniel Lack / Jamie
Schauer / Christian George
New Directions in Atmospheric Oxidation
Jim Crawford / Dan Jaffe / Becky Alexander / Maria
Kanakidou
Anthropogenic-Biogenic Interactions
Astrid Kiendler-Schaar / Allen Goldstein
Preliminary Program Conference‘ homepage:
http://www.grc.org/programs.aspx?year=2013&program=atmoschem
111
Informationen
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Tagungsbericht
UBA/NORMAN-Workshop „Environmental
Monitoring of Biocides in Europe – From
Prioritisation to Measurements”
Vom 05.-06. Novem-
ber fand in der
Landesvertretung des
Saarlandes in Berlin
ein internationaler
Workshop unter dem
Titel „Environmental
Monitoring of Bio-
cides in Europe –
From Prioritisation to
Measurements“ statt.
Der Workshop war
eine gemeinsame Veranstaltung des Umweltbundesamtes
und NORMAN (Network of Reference Laboratories for
Monitoring of Emerging Environmental Pollutants;
www.norman-network.net) im Rahmen des kürzlich gestar-
teten Forschungsvorhabens „Umweltbelastung durch Biozide:
Erarbeitung der Eckpfeiler eines Monitoring-Messprogrammes
für Einträge von Bioziden in die Umwelt“ (FKZ 3712 67 403,
UFOPLAN 2012). Dr. Heinz Rüdel (Fraunhofer IME,
Schmallenberg) hat als Forschungsnehmer dieses Vorhabens
auch die Organisation und Programmerstellung des
Workshops übernommen.
Insgesamt 65 Wissenschaftler aus mehr als 10 europäischen
Mitgliedsstaaten fanden sich zu diesem ersten Workshop zum
Thema „Biozid-Monitoring“ in Berlin ein, was ein sehr großes
Interesse an diesem Thema signalisierte. Die
TeilnehmerInnen repräsentierten Forschungseinrichtungen,
Industrie, Consultants, Behörden und Ministerien. Die
Vielfältigkeit der 18 verschiedenen Vorträge spiegelt die
Komplexität der möglichen Umwelteinträge von Bioziden
wieder.
Zu Beginn wurden generelle Aspekte eines Biozid-
Monitorings vorgestellt. Die Vorträge adressierten u.a. die
regulatorischen Hintergründe, sowohl auf Seiten der Biozid-
Richtlinie wie auch auf Seiten der europäischen Wasser-
rahmenrichtlinie (WRRL), den Stand des Biozid-Monitorings in
Deutschland und die Möglichkeiten europäischer Umwelt-
probenbanken für retrospektive Trendmonitoring-Studien.
Die weiteren Sessions widmeten sich Bioziden in
Oberflächengewässern und Biozideinträgen in Böden und in
die urbane Umwelt, was vor allem Einträge aus Fassaden-
schutzmitteln und Verwendungen von Rodentiziden und ihre
möglichen Auswirkungen auf Nichtzielorganismen einschloss.
Mögliche Konzepte für eine Priorisierung von bioziden
Wirkstoffen für ein Umweltmonitoring standen jedoch im
Vordergrund dieses Workshops. Unterschiede und Gemein-
samkeiten verschiedener Ansätze, wie sie durch NORMAN
oder aber in Deutschland und der Schweiz erarbeitet wurden,
wurden diskutiert.
In drei parallel ausgerichteten Arbeitsgruppen wurden
neben der Priorisierung auch die Themenkomplexe Probe-
nahme und Analytik sowie Datenmanagement diskutiert.
Ein wichtiges Ergebnis dieses Workshops war die Fest-
stellung, dass ein Monitoring der jeweiligen Zielsetzung an-
gepasst werden muss. So unterscheiden sich die Gründe für
die regelmäßige Beobachtung von Stoffen im Kontext der
Wasserrahmenrichtlinie von jenen im Biozid-Vollzug. Wäh-
rend die WRRL hauptsächlich jene Substanzen berück-
sichtigt, für die bereits ein Risiko in der Umwelt festgestellt
wurde, erhofft sich das Umweltbundesamt von einem
problemorientierten, biozidspezifischen Monitoring Aussagen
über die Effektivität des Vollzugs. Ein Monitoring kann dazu
beitragen, zu klären, ob die auferlegten Risikominderungs-
maßnahmen ausreichend effizient oder die verwendeten
Bewertungsgrundlagen realistisch genug sind.
Mehrfach angesprochen wurde auch das Problem, dass
ein nicht unerheblicher Anteil von Wirkstoffen, der in der
Umwelt gefunden wird, nicht nur als Biozid Anwendung findet,
sondern auch als Chemikalie, Pflanzenschutzmittel und/oder
Arzneimittel eingesetzt wird. Dies muss bei der Auswahl
entsprechender Messstellen während der Planung einer
Monitoring-Kampagne unbedingt berücksichtigt werden, will
man am Ende die richtigen Schlüsse ziehen können.
Das wissenschaftliche Programm wurde durch ein gesel-
liges Beisammensein in der Ständigen Vertretung bei rhei-
nischen Spezialitäten abgerundet.
Das Umweltbundesamt dankt an dieser Stelle den beteiligten
Mitarbeitern des Fraunhofer IME für die reibungslose
Organisation und Durchführung des Workshops und
NORMAN für die Unterstützung. Ein ausführlicher Workshop-
Bericht wird Anfang 2013 auf dem NORMAN-Internetportal
publiziert. Dort werden dann auch die meisten Workshop-
Präsentationen und Poster abrufbar sein. Ein weiterer
Workshop zum Thema „Monitoring von Bioziden“ ist zum
Abschluss der Forschungsvorhabens 2015 geplant.
Abbildung: Links: Tagungsort war die Landesvertretung des Saarlandes in Berlin, Mitte und rechts: Teilnehmer während Vortragsprogramm und Posterpräsentation Dr. Stefanie Jäger, Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau ([email protected] )
112
Informationen
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
Kurznachrichten
Studie: Arsen in Lebensmitteln
Arsenspezies in Reis
Arsen (As) ist seit dem Altertum bekannt. Es ist ubiquitär
durch natürliche und anthropogene Prozesse in der Umwelt
verteilt. Arsen gilt als hochtoxisch, jedoch hängt die Toxizität
nicht nur mit der Gesamtkonzentration zusammen, sondern
auch mit der Form oder „Spezies". In Umwelt- und biolo-
gischen Proben wurden mehr als 30 Arsen-Spezies bis heute
identifiziert. Im Allgemeinen sind die anorganischen As-
Spezies Arsenit (As3+
) und Arsenat (As5+
) weitaus toxischer
als ihre organischen Vertreter. Die mittlere letale Dosis LD50
[mg pro kg Gewicht der Ratte] beträgt beispielsweise für Arse-
nige Säure 14 mg / kg, Arsensäure 20 mg / kg, Monomethyl-
arsonsäure 700-1800 mg / kg oder Dimethylarsinsäure 700-
2600 mg / kg. Aufgrund der großen Unterschiede in der
Toxizität der Arsenverbindungen ist es für die Beurteilung von
Lebensmitteln notwendig, anorganisch und organisch gebun-
denes Arsen zuverlässig zu unterscheiden. Die Aufnahme an-
organischen Arsens über einen langen Zeitraum wird mit
einer Reihe von Gesundheitsproblemen in Zusammenhang
gebracht, zu denen u. a. Hautläsionen, kardiovaskuläre
Erkrankungen und einige Krebsformen gehören.
Exposition
Zur täglichen Exposition von anorganischem Arsen der
europäischen Allgemeinbevölkerung tragen die Lebensmittel-
Unterkategorien Getreide und Produkte auf Getreidebasis in
hohem Maße, gefolgt von Lebensmitteln für eine spezielle
diätetische Zwecke (wie z. B. Algen), Wasser in Flaschen,
Kaffee und Bier, Reis und Produkten auf Reisbasis, Fisch und
Gemüse bei.
Reis ist eines der wichtigsten Nahrungsmittel für über 3
Milliarden Menschen. So stieg der Reiskonsum von 156 Mio.
Tonnen in 1960 auf 423 Mio. Tonnen in 2007.
Risikobewertung
Das EFSA- Gremium für Kontaminanten in der Lebens-
mittelkette (CONTAM- Gremium) stellte fest, dass der von der
FAO/WHO festgesetzte Wert der tolerierbaren wöchentlichen
Aufnahme an As (PTWI = provisional tolerable weekly intake)
von 15 µg/kg Körpergewicht nicht mehr sachgemäß ist. Nach
einer Datenabfrage wurden der EFSA mehr als 100.000
Datensätze übermittelt. Davon waren über 98% als
Gesamtarsen gemeldet. Das CONTAM-Gremium berechnete
für die Exposition an anorganischem Arsen für 95% der
Verbraucher einen Bereich von 0,37 bis 1,22 µg/kg Körper-
gewicht pro Tag. Hintergrund sind die unterschiedlichen
Anteile von anorganischem Arsen zum Gesamtarsen in
verschiedenen Lebensmitteln. Als guter Mittelwert werden ca.
70% anorganischen Arsens angenommen. In Fisch und
Meeresfrüchten ist dieser Anteil meist kleiner. Das Verhältnis
kann aber vom Typ der Meeresfrüchte abhängig sein.
Neuere Daten zeigen, dass verschiedene Krebserkran-
kungen schon auf geringere Expositionen von anorganischem
Arsen als den PTWI von 15µg/kg Körpergewicht zurück-
zuführen sind.
Die EFSA postuliert als geeigneten Bezugspunkt auf der
Dosis-Wirkungskurve die Dosis, die eine Tumorinzidenz von
1% bewirkt. Der Wert dieses Bezugspunktes wird als Bench-
mark Dose lower limit (BMDLo1) bezeichnet. Das Gremium
schlägt vor, dass ein BMDLo1 -Wert im Bereich von 0,3 bis 8
µg/kg Körpergewicht pro Tag verwendet werden sollte (EFSA
Journal 2009; 7(10):1351).
Um eine bessere Datenlage zu erhalten, gab das Bundes-
ministerium für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit
(BVL) im Bundesweiten Überwachungsprogramm (BÜP) die
Untersuchung von Reisproben in Auftrag.
Untersuchungsmethode
Im Rahmen des BÜP - Projektes führte das Lebensmittel-
institut Braunschweig (LI BS) im LAVES erstmalig ein Ver-
fahren zur Bestimmung von Arsen-Spezies ein. Durch die
Anwendung einer neu eingeführten Methode, bei der eine
HPLC mit einer ICP-MS gekoppelt wurde, konnte nicht nur
zwischen organischem und anorganischem Arsen unter-
schieden werden, vielmehr wurden die Gehalte der einzelnen
anorganischen Spezies Arsenit (As3+) und Arsenat (As5+)
sowie den organischen Komponenten Dimethylarsenat (DMA)
und Monomethylarsenat (MMA) in jeder Probe bestimmt.
Ergebnisse
Im Lebensmittelinstitut Braunschweig wurden im Jahr 2011 15
Proben Reis auf anorganisches Arsen untersucht. 11 von 15
Proben zeigten Gehalte anorganischen Arsens von 100-120
µg As / kg. 4 Proben wiesen eine Konzentration von 140-190
µg As / kg auf.
Anzahl
kleiner BG
Minimum (µg/kg)
Maximum (µg/kg)
Mittelwert (µg/kg)
Median (µg/kg)
Arsenit (As3+)
0 22 111 65 65
Arsenat (As5+)
0 4 77 45 49
DMA 0 6 25 13 14
MMA 2 2 4 2 2
Anorg. Arsen
0 85 189 125 117
Tabelle 1: Gehalte an Arsenspezies in Reisproben
113
Informationen
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Wie aus Tab. 1 hervorgeht ist das Arsenit (As3+) die vorherr-
schende Spezies. Das bestätigt auch die Annahme, dass
Reis als eine bioakkumulative Pflanze für das toxische Arsenit
zu bewerten ist und unterstreicht die Bedeutung der Spezies-
analytik.
Ausblick
Im Lebensmittel- und Veterinärinstitut Braunschweig/
Hannover, Standort Braunschweig soll diese neue Methode
auch auf weitere elementspezifische Kontaminanten in
Lebensmitteln wie Getreide, Algen, Wasser und Bier
ausgedehnt werden und verstärkt Anwendung finden.
Damit wird die Möglichkeit eröffnet, die zukünftig notwendige
Analyse weiterer Spezies des Arsens sowie Spezies weiterer
Elemente zuverlässig in der Nahrungskette durchzuführen
Charakterisierung von nanoskaligen Eigen-
schaften chemischer Stoffe unter REACH
Auszüge aus der Pressemitteilung 061/12 vom 16. November
2012 der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
(BAuA)
Aktuell diskutiert die EU, wie sich Nanomaterialien in die
Chemikalienverordnung REACH eingliedern lassen. Eine
Erweiterung der Regelungen für nanoskalige Stoffe wird an-
gestrebt. Im Mai 2013 endet die nächste große Regis-
trierungsphase für Stoffe unter REACH einschließlich von
Stoffen in Nanoform. Zurzeit enthält REACH weder Forde-
rungen an die Charakterisierung von noch ein spezifisches
Prüfprogramm für Nanomaterialien. Deshalb hat die
Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)
den Forschungsauftrag zur "Charakterisierung von nano-
skaligen Eigenschaften chemischer Stoffe als Grundlage für
die Regulierung im Rahmen der Verordnung (EG) Nr.
1907/2006 (REACH)" vergeben. Der jetzt veröffentlichte
Endbericht zeigt, wie sich die für die REACH-Verordnung
geltenden physikalisch-chemischen Prüfnachweise auf
Nanomaterialien anwenden lassen.
Der Forschungsbericht beschreibt beispielhaft den Zusam-
menhang von Partikelgröße und bestimmten physikalisch-
chemischen Eigenschaften, um dann die unter REACH
vorgesehenen Prüfmethoden auf ihre Anwendbarkeit auf
Nanomaterialien unter Berücksichtigung ihrer spezifischen
Eigenschaften zu untersuchen. Neben der grundsätzlichen
Eignung der Methoden wird auch der Anpassungsbedarf an
die Anforderungen für Nanomaterialien analysiert. In einem
weiteren Teil werden die relevanten Eigenschaften von
Nanomaterialien aus Sicht internationaler Institutionen
beschrieben. Abschließend wird analysiert, welche über
REACH hinaus vorhandenen Methoden sinnvoll sind.
Als Konsequenz auf den in der Studie aufgezeigten An-
passungsbedarf der Charakterisierungsmethoden und mit
Blick auf die Registrierungsfrist 2013 hat der REACH-CLP
Helpdesk bereits im August eine Kurzinformation zur
Charakterisierung von Nanomaterialien auf seiner Homepage
bereitgestellt.
"Charakterisierung von nanoskaligen Eigenschaften
chemischer Stoffe als Grundlage für die Regulierung im
Rahmen der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH)"; J.
Lang, A. Meyer-Plath; 1. Auflage; Dortmund; Bundesanstalt
für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 2012; 112 Seiten. Den
Bericht gibt es im PDF-Format zum Herunterladen unter
www.baua.de/publikationen/Fachbeitraege/F2261.html.
114
Informationen
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
UBA-Texte 37/2012: Uran in Boden
und Wasser
Fazit und Handlungsempfehlungen
Die Urangehalte in Böden schwanken naturbedingt zwischen
< 1 mg/kg und ca. 5 mg/kg Boden. Im Grundwasser variieren
die Urankonzentrationen stärker zwischen < 0,001 μg/L und
ca 10 μg/L, liegen i. d. R. jedoch unterhalb von 10 μg/L.
Höhere Urankonzentrationen finden sich in Oberflächen-
gewässern, die durchschnittlichen Urankonzentrationen liegen
in Flusswasser bei 0,04 μg/L und in Meerwasser bei 3,3 μg/L.
Auch Sedimente und Böden im Einflussbereich ehemaliger
Uranbergbauregionen (z. B. Zwickauer Mulde) enthalten
vermehrt Uran.
Durch menschliches Tun wird Uran in die Böden Deutsch-
lands primär im Zuge der Verwendung uranhaltiger, minera-
lischer Phosphatdünger auf landwirtschaftlich genutzten
Flächen eingetragen. Eine Reduzierung des Eintrags durch
Entfernung von Uran aus den Rohphosphaten sowie die
Rückgewinnung von Uran aus Kraftwerksaschen ist technisch
möglich, wird wohl aber erst mit deutlich steigenden
Rohstoffpreisen wirtschaftlich attraktiv.
Um die unerwünschte Anreicherung von Uran in Böden im
Zuge der Düngung landwirtschaftlich genutzter Flächen mit
mineralischen Phosphatdüngern zu begrenzen, setzt sich das
Umweltbundesamt in Übereinstimmung mit der Kommission
Bodenschutz unter Vorsorgeaspekten für die folgenden
Maßnahmen ein:
1. Der Urangehalt in Phosphatdüngern sollte in der Dünge-
mittel-Verordnung wie folgt geregelt werden:
Kurzfristige Einführung einer Kennzeichnungspflicht von
Phosphatdüngern ab einem Urangehalt von 20 mg/kg
P2O5. Diese Kennzeichnung ermöglicht es dem Anwen-
der gezielt Uran-arme Phosphatdünger einzusetzen.
Mittelfristige Festlegung eines Uran-Grenzwertes in Höhe
von 50 mg/kg P2O5. Die Einführung eines Grenzwertes für
das Inverkehrbringen von Düngemitteln setzt voraus, dass
für die Entfernung von Uran aus den Rohphosphaten ent-
sprechende technische Kapazitäten vorhanden sind und
die Maßnahme wirtschaftlich vertretbar ist. Der Grenzwert
berücksichtigt die Uranentzüge durch Kulturpflanzen.
2. Entsprechende Begrenzungen sollten sowohl für die Uran-
als auch die Cadmiumgehalte in Phosphatdüngern auf EU-
Ebene eingeführt werden.
Forschungsbedarf besteht insbesondere zum ökotoxiko-
logischen Verhalten von Uran, vor allem im Hinblick auf Uran-
wirkungen auf die Fauna des Grundwassers und des Bodens.
Auch die standortspezifischen und produktionstechnischen
Randbedingungen des Einflusses der Mineraldüngung auf die
Urankonzentrationen des Sickerwassers und des Grund-
wassers sowie die Mobilität und damit Verlagerung des Urans
sind noch nicht ausreichend untersucht.
Diese Publikation ist ausschließlich als Download unter
http://www.uba.de/uba-info-medien/4336.html verfügbar.
UBA-Texte 38/2012: Bestimmung
von stoffbezogenen Umwelt-
qualitätskriterien
Ein Methodenvergleich von nationalen und internationalen
Bewertungsgrundlagen (Forschungskennzahl 363 01 260,
UBA-FB 001631)
Fazit: Die untersuchten Regelwerke unterscheiden sich nicht
nur in der Operationalisierung der Schutzziele, sondern auch
in ihren regulatorischen Ansatzpunkten. Ein Unterschied
besteht zunächst im eigentlichen Gegenstand der Regelung:
REACH stellt den Einzelstoff als solchen in seinem gesamten
Lebenszyklus in den Mittelpunkt und formuliert für diejenigen,
die mit dem Stoff umgehen, Anforderungen; demgegenüber
regeln die anderen betrachteten Rechtsbereiche jeweils ein
bestimmtes Umweltmedium und formulieren quellen-über-
greifende Anforderungen.
In einer weiteren Klassifizierung lässt sich in grober Typisie-
rung sagen, dass sowohl das Luftqualitäts- als auch das
Bodenrecht eine eher reaktive Herangehensweise wählen.
Ausgehend von als solchen beobachteten (Wald-) Schäden
bzw. Altlasten formuliert man Vorgaben, die das Auftreten
weiterer Schäden verhindern sollen. Demgegenüber sind
sowohl das Wasser- als auch das Stoffrecht stärker proaktiv
geprägt: Das Wasserrecht formuliert, ebenfalls ausgehend
von beobachteten Belastungen, zukünftig zu erreichende
Qualitätsstandards und stellt dafür Mechanismen bereit.
REACH verlangt – unabhängig von bereits beobachteten
Schäden – eine vorausschauende Betrachtung der stoff-
bedingten Risiken. Vor diesem Hintergrund ist es plausibel,
dass die methodischen Übereinstimmungen zwischen dem
Stoffrecht und dem Wasserrecht am größten sind.
Im Verhältnis der Regelungsbereiche REACH und Wasser-
recht ist festzuhalten, dass die Vorgehensweise bei der
Bestimmung von Umweltqualitätskriterien bereits weitgehend
aufeinander abgestimmt ist. Dies gilt sowohl auf der Ebene
der rechtlichen Vorgaben als auch bei deren unter-
gesetzlichen Konkretisierung (Leitlinien).
Für die Umweltkompartimente Boden und Luft lässt sich eine
Annäherung des methodischen Vorgehens beobachten. Eine
verbindliche Festschreibung der Methodik in den Rechts-
normen fehlt bislang aber ebenso wie allgemein gültige
Leitlinien für die Bestimmung der Umweltqualitätskriterien. Die
regulatorische Abstimmung ist in diesen beiden Bereichen
noch nicht so weit entwickelt wie im Wasserbereich.
Die identifizierten methodischen Unterschiede haben ihre
Ursache einerseits darin, dass es sich jeweils um „besondere“
Stoffe handelt, für die auch unter REACH eine Sonderstellung
einnehmen. Bei Umweltqualitätskriterien, die in jüngerer Zeit
bestimmt wurden, zeigt sich eine weitgehende Überein-
stimmung mit der Referenz-Methodik unter REACH. Verblei-
115
Informationen
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
bende Unterschiede, etwa einzelne Elemente der „Plausibi-
litätsprüfung“ bei der Erarbeitung von Empfehlungen für
verbindliche, in einer Rechtsverordnung verankerte Boden-
werte, sind außerhalb der Methodik der Bestimmung von
Umweltqualitätskriterien angesiedelt.
Diese Publikation ist ausschließlich als Download unter
http://www.uba.de/uba-info-medien/4337.html verfügbar.
European Environ-
ment Agency (EEA)
Press Release: Many Europeans still exposed to
harm-ful air pollutants
Almost a third of Europe's city dwellers are exposed to
excessive concentrations of airborne particulate matter (PM),
one of the most important pollutants in terms of harm to
human health as it penetrates sensitive parts of the respi-
ratory system. The EU has made progress over the past
decades to reduce the air pollutants which cause acidification,
but a new report published today (24.09.2012) by the
European Environment Agency (EEA) shows that many parts
of Europe have persistent problems with outdoor
concentrations of PM and ground level ozone. The EEA's 'Air
quality in Europe — 2012 report' examines citizens' exposure
to air pollutants and provides a snapshot of air quality in
Europe. The report is intended to support the development of
more effective clean air policies.
Key findings
Particulate matter (PM) is the most serious air pollution
health risk in the EU, leading to premature mortality. The
report estimates that in 2010, 21 % of the urban
population in 2010 was exposed to PM10 concentration
levels higher than the most stringent, daily, EU limit value
designed to safeguard health. Up to 30 % of the urban
population was exposed to finer PM2.5 concentration
levels above the (less stringent) yearly EU limit values.
According to the WHO reference levels, which are even
tighter than those imposed by EU law, respectively up to
81 % and 95 % of urban dwellers were exposed to PM
concentrations that exceed the reference values set for
the protection of human health – underlining the urgency
of the coming review of air legislation.
Ozone (O3) can cause respiratory health problems and
lead to premature mortality. Exposure in cities is very high
– 97 % of EU urban inhabitants were exposed to O3
concentrations above the WHO reference level in 2010. 17
% were exposed to concentrations above the EU target
value for O3. In 2009, 22 % of arable land in Europe was
exposed to damaging concentrations of O3, leading to
agricultural losses.
Nitrogen dioxide (NO2) is a major cause of eutrophication
(excessive plant and algal growth in water) and
acidification, and also contributes to the formation of PM
and O3. In 2010, 7 % of Europeans living in cities were
exposed to NO2levels above the EU limit values. National
emissions of nitrogen oxides in many European countries
still exceed emission ceilings set by EU legislation and
under United Nations agreements.
Benzo()pyrene (BaP) is a carcinogen. A considerable
proportion of the urban population in the EU (20-29 %
between 2008 and 2010) were exposed to concentrations
exceeding the EU target value, which must be met by
2013. The increase in BaP emissions in Europe in recent
years is therefore a matter of concern.
Sulphur dioxide (SO2) is a big success story: emissions
have been reduced significantly in recent years thanks to
EU legislation requiring the use of emissions scrubbing
technology and lower sulphur content in fuels. 2010 was
the first year that the EU urban population was not
exposed to SO2 concentrations above the EU limit value.
Carbon monoxide, benzene and heavy metals (arsenic,
cadmium, nickel, lead) concentrations in outdoor air are
generally low, localised and sporadic in the EU, with few
exceedances of the limit and target values set by EU
legislation.
Next Steps
In recent years, the EEA has published annual information on
air pollutant emissions and exceedances of emission ceilings
under the National Emission Ceilings (NEC) Directive. Later
this year, the EEA will publish a retrospective analysis of
whether the health and environmental objectives of the NEC
Directive for 2010 have been met.
The European Commission is preparing a review of EU air
legislation in consultation with stakeholders and will put a
particular emphasis on air pollution policies in 2013.
116
Informationen
18. Jahrg. 2012/ Nr. 4 Mitt Umweltchem Ökotox
UBA-Presseinformation Nr. 31/
2012 vom 14.09.2012: REACH:
Umweltbundesamt sieht weitere
Stoffe als ‚besonders besorgnis-
erregend‘ an
Stoffe in Outdoor-Kleidung, Teppichen und Lacken im
Fokus
(Gekürzt) Zwei hormonell wirksame Stoffe, die unter anderem
in Lacken und Farben verwendet werden, sollen als ‚beson-
ders besorgniserregend‘ eingestuft werden. Dafür setzt sich
Deutschland auf Vorschlag des Umweltbundesamtes (UBA)
bei der Europäischen Chemikalienbehörde (ECHA) ein. Ins-
gesamt schlägt Deutschland acht Chemikalien zur Einstufung
als ‚besonders besorgniserregend‘ vor, darunter solche, die
zum Beispiel Outdoor-Kleidung und Teppichen wasser-,
schmutz- und fettabweisende Eigenschaften verleihen.
Verbände, Unternehmen und Bürger können sich zu diesen
Vorschlägen derzeit auf der Website der ECHA äußern.
Auskunft über ‚besonders besorgniserregende‘ Stoffe in
Alltagsprodukten können Verbraucherinnen und Verbraucher
neuerdings per Strichcode über www.reach-info.de erhalten.
Unter den insgesamt 54 neuen Vorschlägen der EU-Mit-
gliedstaaten sowie der ECHA für ‚besonders besorgnis-
erregende‘ Stoffe befinden sich mehrere per- und polyfluo-
rierte Chemikalien.
Die europäische Chemikalienverordnung REACH sieht eine
breite Beteiligung der Öffentlichkeit vor. Unternehmen, Um-
welt- und Verbraucherverbände, Behörden und auch
interessierte Bürgerinnen und Bürger können auf der Website
der ECHA die Vorschläge 45 Tage lang kommentieren.
Danach entscheiden Vertreter der EU-Mitgliedstaaten, ob sie
einen Stoff als ‚besonders besorgniserregend‘ bewerten.
Stimmen sie zu, nimmt die ECHA den Stoff in die
Kandidatenliste auf. Für alle Stoffe auf dieser Liste besteht
eine Informationspflicht gegenüber Verbraucherinnen und
Verbrauchern. Sie können beim Handel kostenfrei Infor-
mationen darüber erhalten, ob und in welcher Konzentration
ein ‚besonders besorgniserregender‘ Stoff in einem Produkt
vorkommt. Am einfachsten geht das online über die REACH-
Abfrage auf www.reach-info.de. In vielen Fällen lässt sich
allein mit dem Strichcode des Produktes eine Email-Anfrage
an den Hersteller versenden.
Liste der Vorschläge zur Identifizierung besonders
besorgniserregender Stoffe:
http://echa.europa.eu/web/guest/proposals-to-identify-
substances-of-very-high-concern
UBA-Hintergrundpapier (Novem-
ber 2012): „Polyzyklische Aroma-
tische Kohlenwasserstoffe:
Umweltschädlich! Giftig!
Unvermeidbar?“
Zusammenfassung (gekürzt). Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) gelangen vor allem aus technischen und natürlichen thermischen Prozessen über die Luft in die Umwelt. Verbraucher kommen mit PAK durch belastete Gummi- und Kunststoffprodukte in Kontakt, ebenso durch Abrieb von Gummiprodukten, Bodenbelägen oder Holzschutzmitteln. Die Aufnahme von PAK in den Körper erfolgt über die Luft, den Tabakrauch und den Verzehr bestimmter belasteter Lebensmittel, wie in Räucherwaren. Viele PAK sind krebserregend, erbgutverändernd und/oder fortpflanzungsgefährdend. Durch ihre Langlebigkeit und die Bioakkumulation sind sie in der Umwelt stabil und reichern sich dort und in Organismen an. Bisher existieren zahlreiche Einzelregelungen, um PAK in der Umwelt und in Produkten zu begrenzen. So bestehen zum Beispiel Grenzwerte für PAK in Luft, Wasser und Boden, in Lebensmitteln und im Trinkwasser, für PAK in Reifen und bestimmten Holzschutzmitteln, in Kraftstoffen, in Spielzeugen sowie verschiedene Regelungen im Baubereich. Die Umweltqualitätsnormen für PAK in Oberflächengewässern werden in deutschen Oberflächengewässern zum Teil nicht eingehalten. Auch kontaminierte Böden (Altlasten) weisen oftmals höhere Werte als die Prüfwerte auf. Für Verbraucherprodukte im Allgemeinen sind keine verbindlichen Grenzwerte festgelegt. Verbraucherinnen und Verbraucher, die PAK-haltige Produkte aus Gummi oder Weich-PVC vermeiden wollen, können sich, solange diese Grenzwerte fehlen, in erster Linie anhand von Qualitätssiegeln oder unabhängigen Produkttests orientieren, die häufig PAK um-fassen. Eine deutsche Initiative unter Mitarbeit des Umweltbundes-amtes will erreichen, dass PAK in Verbrauchererzeugnissen europaweit beschränkt werden. Im Rahmen der neuen Chemikalienverordnung REACH hat Deutschland der EU-Kommission einen Beschränkungsvorschlag unterbreitet, der in einem verkürzten Verfahren behandelt werden soll. Dieser soll die Verwendung von den acht als krebserregend gekennzeichneten PAK in Erzeugnissen oberhalb einer Konzentration von 0,2 Milligramm je Kilogramm verbieten. Das Umweltbundesamt plant weitere Schritte zur Begrenzung der Risiken für Mensch und Umwelt. Dazu gehört vor allem die Identifizierung von weiteren PAK als besonders besorgnis-erregende Stoffe im Sinne der europäischen REACH-Verordnung. Werden PAK als besonders besorgniserregende Stoffe eingestuft, so haben alle Bürgerinnen und Bürger das Recht, sich beim Handel zu erkundigen, in welchen Produkten PAK in welchen Konzentrationen enthalten sind. Dabei können sie erfragen, in welchen Konzentrationen die Stoffe vorkommen. Außerdem kann dann eine Zulassungspflicht für die Verwendung von PAK-haltigen Stoffen erlassen werden. Das heißt, es sind dann nur noch solche Anwendungen erlaubt, die unbedenklich oder ohne Alternative sind.
117
Informationen
Mitt Umweltchem Ökotox 18. Jahrg. 2012/ Nr. 4
Rezension
Walter Klöpffer: Verhalten und
Abbau von Umweltchemikalien.
2. Auflage 2012. Wiley-VCH
In Zusammenarbeit mit dem Wiley-VCH-
Verlag hat Walter Klöpffer seine 1996
erstmals erschienene Monographie „Verhal-
ten und Abbau von Umweltchemikalien“ grundlegend überar-
beitet und neu herausgebracht. Allein schon die Tatsache,
dass die 2. Auflage nicht in englischer Sprache erscheint, gibt
Anlass zu einer besonderen Würdigung.
Die Neuauflage (612 Seiten, ISBN 3527326731, 99,- €)
hat, mitbedingt durch einen großzügigeren Satzspiegel, deut-
lich an Umfang gewonnen. Die Literaturangaben wurden auf
den neuesten Stand gebracht und ein Abbildungsverzeichnis
wurde neu hinzugefügt. Der Verlag sorgte für eine anspre-
chende Umschlaggestaltung, klares Druckbild, schnörkellose
Tabellenformatierung und durchgehend leichte Lesbarkeit.
War bei der Erstauflage eine Abgrenzung von der ge-
ringen Anzahl an themenverwandten Lehrbüchern im Vorwort
mit wenigen Sätzen möglich, fühlte sich der Autor nun
veranlasst, die „Ziele des Buches und [die] Abgrenzung zu
ähnlichen Werken“ in einem eigenen Unterkapitel zu er-
läutern. Dabei sieht sich der Autor, wie bereits in der Erst-
auflage ausgeführt, in besonderer Weise der Beschreibung
und Quantifizierung der wesentlichen (abiotischen) Vertei-
lungs- und Abbauprozesse in der Umwelt mit physikalisch-
chemischen Methoden verpflichtet. Darauf aufbauend wird
der Leser in die Entwicklung, Struktur und Leistungsfähigkeit
von Multimedia-Modellen und Simulationen mit dem Ziel
eingeführt, ihn in die Lage zu versetzen, diese „sinnvoll einzu-
setzen und deren Ergebnisse fachgerecht zu interpretieren“.
Die Stoffauswahl für die vorgelagerten Kapitel II (Transfer-
prozesse und Verteilung) und III (Abbau- und Transfor-
mationsprozesse) ergab sich daher auch aus dem Gesichts-
punkt, den Leser mit der Funktionalität, die in den verschie-
denen Modellen implementiert ist, vertraut zu machen.
Insofern überrascht es nicht, dass trotz der Aktualisierungen
und Erweiterungen der Grundaufbau des Werkes bis in die
Abfolge von Unterkapiteln weitgehend beibehalten wurde.
Dies gilt auch für die besondere Gewichtung des
Umweltmediums Luft und der darin ablaufenden Prozesse.
Daraus ergibt sich fast zwangsläufig eine Fokussierung auf
direkte und indirekte photochemische Prozesse, die im
Kapitel „Abbau in Wasser“ beibehalten wird.
Die Neuauflage legt weiterhin – was sehr zu begrüßen ist
– großen Wert auf eine präzise Beschreibung der Versuchs-
aufbauten und Messbedingungen zur Ermittlung von Stoff-
eigenschaften und Prozessgrößen. Hierbei wird vielfach auf
Guidelines und Prüfrichtlinien Bezug genommen, so dass der
Leser, insofern er auch experimentell tätig ist, wertvolle
Hinweise für die laborpraktische Umsetzung dieser Vorgaben
erhält.
Unter Berücksichtigung der voranschreitenden Weiterentwick-
lung und Ausdifferenzierung von Umweltmodellen hat der
entsprechende Buchteil die weitest gehende Aktualisierung
erfahren, was bereits mit dem Austausch des Titels „Einfache
Modelle“ durch „Multimedia-Modelle“ angedeutet wird. Zu
Lasten der einfachen Modelle werden Multimedia-Boxmodelle
breiter abgehandelt. Erweitert wurde die Darstellung der
Möglichkeiten zur Einbeziehung von Transformationsproduk-
ten und Modellanwendungen in der Ökobilanz. Neu aufge-
nommen wurde ein Kapitel zur Modellierung von Persistenz
und Ferntransport, das auch „große Modelle“ wie das „Multi-
kompartiment-Chemie-Transportmodell (MCTM) vorstellt. Be-
sonders positiv hervorzuheben ist, dass nicht nur der funk-
tionale Aufbau der Modelle dargelegt und ihre Nutzungs-
möglichkeiten skizziert werden, sondern auch Stärken und
Schwächen kritisch kommentiert und Anwendungsempfeh-
lungen gegeben werden.
Diskussionswürdig scheint mir die Beibehaltung der Unter-
gliederung der Transfer- und Transformationsprozesse nach
Umweltkompartimenten zu sein. Da diese Prozesse mehr-
heitlich, wie z.B. die Adsorption, in allen Umweltbereichen
auftreten, führt die gewählte Darstellungsabfolge zu einer Auf-
splitterung in viele Teilaspekte, verstreut über mehrere
Kapitel, ohne die gemeinsamen physikalisch-chemischen
Grundlagen in den Vordergrund treten zu lassen. Redun-
danzen stellen sich dabei unvermeidlich ein.
Die Behandlung des Themas Adsorption verdeutlicht die
Schwierigkeit, eine angemessene Begrenzung des Theorie-
und Modellumfangs ohne subjektive Prioritätensetzung vor-
zunehmen. Die Vorstellung der Verteilungsfunktionen be-
schränkt sich weitgehend auf die Langmuir-, Freundlich- und
BET-Isothermen, erweitert um die Junge-Formel für die Ad-
sorption von Gasen an Aerosolpartikel, während z.B. Hin-
weise auf Oberflächenkomplexierungsmodelle oder Modell-
vorstellungen zur Okklusion von Xenobiotica in hochmole-
kulare organische Bodensubstanz fehlen. Die Kinetik von
Adsorptions- und Desorptionsprozesse wird nur ansatzweise
gestreift.
Wenig befriedigend ist die technische Qualität einiger Ab-
bildungen, die überwiegend aus der 1. Auflage übernommen
wurden. Hier wirkt manches etwas „altbacken“ und erinnert an
Zeiten, als Graphiken noch mit Zeichenschablonen angefertigt
und mit Lettraset beschriftet wurden.
Diese Kritikpunkte stellen die positive Gesamtbewertung
der Neuauflage nicht in Frage. Leser, die eine kompakte und
(mess-)praxisorientierte Einführung in die physikalisch-
chemischen Grundlagen von abiotischen Transfer- und Trans-
formationsprozessen in der Umwelt suchen und die sich einen
Überblick über Multimedia-Modelle verschaffen möchten,
werden mit dem Buch bestens bedient. Wer einer eingehen-
den Darstellung von umweltrelevanten Reaktionsmechanis-
men unter Einschluss biologischer Transformationsprozesse
bedarf, wird an anderer Stelle fündig werden.
Klaus Fischer ([email protected] )
118
Personalia
18. Jahrg. 2012/ Nr.4 Mitt Umweltchem Ökotox
Geburtstage
Der Vorstand und die Redaktion der Mitteilungen unserer Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie gratulieren
unseren Jubilaren aufs herzlichste.
Geburtstagsliste Januar bis April 2013
60 Jährige
Prof. Dr. Dr. med Dieter Schrenk
Kaiserslautern
Geburtstag: 11.01.1953
Dr. Georg Kubsch
Berlin
Geburtstag: 22.01.1953
Prof. Dr. Wilhelm Püttman
Frankfurt
Geburtstag: 31.01.1953
Dr. Ralf Trapp
Chessenaz (Frankreich)
Geburtstag: 26.02.1953
Dr. Elske Schopenhauer
Delitzsch
Geburtstag: 28.02.1953
Berndt Striegler
Gerichshain
Geburtstag: 28.02.1953
Dr. Beatrice Schwarz-Schulz
Groß Machnow
Geburtstag: 09.03.1953
Dr. Hermann Fischer
St. Andreasberg
Geburtstag: 16.03.1953
Dr. Helmut Burdorf
Bad Münder
Geburtstag: 19.03.1953
Gabriele Mirschel
Leipzig
Geburtstag: 25.03.1953
65 Jährige
Dr. Hartmut Herzberg
Magdeburg
Geburtstag: 08.01.1948
Prof. Dr. Gerhard Möschwitzer
Berlin
Geburtstag: 17.01.1948
Prof. Dr. Ulrich Ziegler
Leipzig
Geburtstag: 02.02.1948
Dr. Werner Kördel
Schmallenberg
Geburtstag: 25.03.1948
75 Jährige
Prof. Dr. Alfred Golloch
Aachen
Geburtstag: 29.01.1938
Dr. Dr. Ralf Müller
Weimar
Geburtstag: 12.02.1938
Prof. Dr. Horst Bruchertseifer
Frick (Schweiz)
Geburtstag: 17.02.1942
Prof. Dr. Dr. h.c. Antonius Kettrup
Amsberg
Geburtstag: 26.03.1938
80 Jährige
Werner Krutz
Berlin
Geburtstag: 08.01.1933
Dr. Klaus Hunger
Kelkheim
Geburtstag: 11.02.1933
119